प्रकाशीय माइक्रोस्कोपी की तुलना में इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के लाभ
यद्यपि इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का रिज़ॉल्यूशन ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की तुलना में कहीं बेहतर है, लेकिन जीवित जीवों का निरीक्षण करना मुश्किल है क्योंकि इसे वैक्यूम की स्थिति में काम करने की आवश्यकता होती है, और इलेक्ट्रॉन बीम के विकिरण से जैविक नमूनों को विकिरण क्षति का सामना करना पड़ेगा। अन्य समस्याओं, जैसे इलेक्ट्रॉन गन की चमक और इलेक्ट्रॉन लेंस की गुणवत्ता में सुधार का भी अध्ययन जारी रखने की आवश्यकता है।
संकल्प शक्ति इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का एक महत्वपूर्ण सूचकांक है, जो नमूने के माध्यम से इलेक्ट्रॉन बीम की घटना के शंकु कोण और तरंग दैर्ध्य से संबंधित है। दृश्य प्रकाश की तरंग दैर्ध्य लगभग 300 से 700 नैनोमीटर है, और इलेक्ट्रॉन बीम की तरंग दैर्ध्य त्वरित वोल्टेज से संबंधित है। जब त्वरित वोल्टेज 50 से 100 kV है, तो इलेक्ट्रॉन बीम की तरंग दैर्ध्य लगभग 0.0053 से 0.0037 नैनोमीटर है। चूंकि इलेक्ट्रॉन बीम की तरंग दैर्ध्य दृश्य प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से बहुत छोटी होती है, इसलिए भले ही इलेक्ट्रॉन बीम का शंकु कोण ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का केवल 1% हो, फिर भी इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की संकल्प क्षमता ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप से कहीं बेहतर है।
इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में तीन भाग होते हैं: दर्पण ट्यूब, वैक्यूम सिस्टम और बिजली आपूर्ति कैबिनेट। बैरल में मुख्य रूप से एक इलेक्ट्रॉन गन, इलेक्ट्रॉन लेंस, नमूना धारक, फ्लोरोसेंट स्क्रीन और कैमरा तंत्र और अन्य घटक होते हैं, इन घटकों को आमतौर पर ऊपर से नीचे तक एक कॉलम में इकट्ठा किया जाता है; वैक्यूम सिस्टम में एक यांत्रिक वैक्यूम पंप, प्रसार पंप और वैक्यूम वाल्व आदि होते हैं, और पंपिंग पाइपलाइन के माध्यम से दर्पण के बैरल से जुड़े होते हैं; बिजली आपूर्ति कैबिनेट में एक उच्च-वोल्टेज जनरेटर, उत्तेजना वर्तमान स्टेबलाइज़र और कई प्रकार की नियामक नियंत्रण इकाइयाँ होती हैं।
इलेक्ट्रॉन लेंस इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप बैरल का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है, यह अंतरिक्ष विद्युत क्षेत्र या चुंबकीय क्षेत्र के बैरल की धुरी के सममित है ताकि इलेक्ट्रॉन ट्रैक को फोकस करने की भूमिका के गठन की धुरी पर कांच के उत्तल लेंस की भूमिका बनाने के लिए प्रकाश की किरण को फोकस करने की भूमिका लेंस की भूमिका के समान हो, इसलिए इसे इलेक्ट्रॉन लेंस कहा जाता है। अधिकांश आधुनिक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप विद्युत चुम्बकीय लेंस का उपयोग करते हैं, एक बहुत ही स्थिर डीसी उत्तेजना धारा द्वारा इलेक्ट्रॉनों को केंद्रित करने के लिए मजबूत चुंबकीय क्षेत्र द्वारा उत्पन्न एक पोल शू के साथ कुंडल के माध्यम से।
इलेक्ट्रॉन गन एक घटक है जिसमें एक टंगस्टन हॉट कैथोड, एक गेट और एक कैथोड होता है। यह एकसमान वेग के साथ इलेक्ट्रॉन बीम उत्सर्जित करता है और बनाता है, इसलिए त्वरित वोल्टेज की स्थिरता दस हजार में एक भाग से कम नहीं होनी चाहिए।
इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी को उनकी संरचना और उपयोग के अनुसार संचरण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी, स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी, परावर्तन इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी और उत्सर्जन इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी में वर्गीकृत किया जा सकता है। संचरण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी का उपयोग अक्सर उन लोगों के निरीक्षण के लिए किया जाता है जो साधारण सूक्ष्मदर्शी से पदार्थ की बारीक संरचना को नहीं पहचान पाते हैं; स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी का उपयोग मुख्य रूप से ठोस सतहों की आकृति विज्ञान का निरीक्षण करने के लिए किया जाता है, लेकिन एक्स-रे डिफ्रैक्टोमीटर या इलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोमीटर के साथ मिलकर इलेक्ट्रॉन माइक्रोप्रोब भी बनाया जाता है, जिसका उपयोग पदार्थ की संरचना के विश्लेषण के लिए किया जाता है; इलेक्ट्रॉनों के स्व-उत्सर्जन की सतह के अध्ययन के लिए उत्सर्जन इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी का उपयोग किया जाता है।
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की इलेक्ट्रॉन किरण नमूने से होकर नहीं गुजरती, बल्कि केवल द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करने के लिए नमूने की सतह को स्कैन करती है। नमूने के बगल में रखा गया एक सिंटिलेशन क्रिस्टल इन द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करता है, जिन्हें CRT के इलेक्ट्रॉन बीम की तीव्रता को नियंत्रित करने के लिए प्रवर्धित किया जाता है, जिससे CRT की फ्लोरोसेंट स्क्रीन पर चमक बदल जाती है। CRT की विक्षेपण कुंडली को नमूने की सतह पर इलेक्ट्रॉन बीम के साथ सिंक्रनाइज़ किया जाता है, ताकि CRT की फ्लोरोसेंट स्क्रीन नमूने की सतह की एक स्थलाकृतिक छवि प्रदर्शित करे, जो औद्योगिक टेलीविजन सेट के कार्य सिद्धांत के समान है।
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का रिज़ॉल्यूशन मुख्य रूप से सैंपल सतह पर इलेक्ट्रॉन बीम के व्यास द्वारा निर्धारित किया जाता है। आवर्धन ट्यूब पर स्कैनिंग आयाम और सैंपल पर स्कैनिंग आयाम का अनुपात है, जिसे लगातार दसियों से लेकर सैकड़ों हज़ार बार तक बदला जा सकता है। स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप को बहुत पतले नमूनों की आवश्यकता नहीं होती है; छवि में तीन-आयामीता की एक मजबूत भावना होती है; और पदार्थ के साथ इलेक्ट्रॉन बीम की बातचीत से उत्पन्न द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों, अवशोषित इलेक्ट्रॉनों और एक्स-रे जैसी सूचनाओं का उपयोग करके पदार्थ की संरचना का विश्लेषण कर सकते हैं।
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप इलेक्ट्रॉन गन और स्पॉटिंग मिरर और ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप कमोबेश एक जैसे ही होते हैं, लेकिन इलेक्ट्रॉन बीम को ज़्यादा बारीक बनाने के लिए, ऑब्जेक्टिव लेंस के नीचे स्पॉटिंग मिरर में एक डिस्पर्सर जोड़ा जाता है, ऑब्जेक्टिव लेंस में स्कैनिंग कॉइल के अंदर एक दूसरे के लंबवत दो सेट भी लगे होते हैं। ऑब्जेक्टिव लेंस के नीचे सैंपल चैंबर एक सैंपल स्टेज से लैस होता है जिसे हिलाया, घुमाया और झुकाया जा सकता है।
