Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ) — это установка, в которой изображение от ультратонкого объекта (толщиной порядка 0,1 мкм) формируется в результате взаимодействия пучка электронов с веществом образца с последующим увеличением магнитными линзами (объектив) и регистрацией на флуоресцентном экране. Для регистрации изображения возможно использование сенсоров, например, ПЗС-матрицы. Первый практический просвечивающий электронный микроскоп был построен Альбертом Пребусом и Дж. Хиллиером в университете Торонто (Канада) в 1938 году с использованием концепции, предложенной ранее Максом Кноллом и Эрнстом Руска.
Основы
Теоретически максимально возможное разрешение в оптическом микроскопе ограничено длиной волны фотонов, используемых для освещения образца и угловой апертурой оптической системы. В начале 20-го столетия ученые обсуждали вопрос преодоления ограничений относительно большой длины волны видимого света (длины волн 400—700 нанометров) путём использования электронов. Подобно любому веществу, электроны имеют волновые и корпускулярные свойства (как было показано Луи де Бройлем) и их волновые свойства означают, что электронный луч может вести себя подобно лучу электромагнитного излучения. Электроны эмиттируются в электронном микроскопе посредством термоэлектронной эмиссии из нити накаливания (вольфрамовая проволока или монокристалл гексаборида лантана ), как в обычной лампе накаливания, либо посредством полевой эмиссии. Затем электроны ускоряются высокой разностью потенциалов и фокусируются на образце электромагнитными (или реже — электростатическими) линзами. Прошедший через образец луч содержит информацию об электронной плотности, фазе и периодичности; которые используются при формировании изображения.
Компоненты
ПЭМ состоит из нескольких компонентов:
вакуумная система; источник электронов (электронный прожектор, электронная пушка) для генерирования электронного потока; источник высокого напряжения для ускорения электронов; набор электромагнитных линз и электростатических пластин для управления и контроля электронного луча; экран, на который проецируется увеличенное электронное изображение.
