स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के इमेजिंग सिद्धांत कैसे भिन्न हैं?
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी में मुख्य रूप से नमूने पर इलेक्ट्रॉन बीम विकिरण के बाद माध्यमिक इलेक्ट्रॉन इमेजिंग शामिल होती है, जबकि ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी की उज्ज्वल क्षेत्र छवि ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन इमेजिंग होती है।
इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप, जिसे संक्षेप में इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप कहा जाता है, पचास से अधिक वर्षों के विकास के बाद आधुनिक विज्ञान और प्रौद्योगिकी में एक अनिवार्य और महत्वपूर्ण उपकरण बन गया है।
इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में तीन भाग होते हैं: एक दर्पण ट्यूब, एक वैक्यूम डिवाइस और एक पावर कैबिनेट।
लेंस बैरल में मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉनिक स्रोत, इलेक्ट्रॉनिक लेंस, सैंपल रैक, फ्लोरोसेंट स्क्रीन और डिटेक्टर होते हैं, जो आमतौर पर ऊपर से नीचे तक एक कॉलम में इकट्ठे होते हैं।
इलेक्ट्रॉनिक लेंस का उपयोग इलेक्ट्रॉनों पर ध्यान केंद्रित करने के लिए किया जाता है और ये इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की ट्यूब में सबसे महत्वपूर्ण घटक होते हैं। आमतौर पर चुंबकीय लेंस का उपयोग किया जाता है, और कभी-कभी इलेक्ट्रोस्टैटिक लेंस का भी उपयोग किया जाता है। यह फोकस बनाने के लिए इलेक्ट्रॉन प्रक्षेपवक्र को धुरी की ओर मोड़ने के लिए दर्पण ट्यूब की धुरी के सममित स्थानिक विद्युत या चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करता है। इसका कार्य प्रकाश की किरण को फोकस करने के लिए ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप में ऑप्टिकल लेंस (उत्तल लेंस) के समान है, इसलिए इसे इलेक्ट्रॉन लेंस कहा जाता है। ऑप्टिकल लेंस का फोकस निश्चित होता है, जबकि इलेक्ट्रॉन लेंस का फोकस समायोजित किया जा सकता है, इसलिए इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की तरह चल लेंस प्रणाली नहीं होती है। अधिकांश आधुनिक इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी विद्युत चुम्बकीय लेंस का उपयोग करते हैं, जो ध्रुव जूते के साथ एक कुंडल के माध्यम से गुजरने वाले स्थिर डीसी उत्तेजना प्रवाह द्वारा उत्पन्न एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों पर ध्यान केंद्रित करते हैं। इलेक्ट्रॉन स्रोत एक कैथोड से बना होता है जो मुक्त इलेक्ट्रॉनों, एक गेट और एक एनोड को छोड़ता है जो एक गोलाकार पैटर्न में इलेक्ट्रॉनों को गति देता है। कैथोड और एनोड के बीच वोल्टेज का अंतर बहुत अधिक होना चाहिए, आमतौर पर हजारों वोल्ट और 3 मिलियन वोल्ट के बीच। यह एक समान वेग के साथ इलेक्ट्रॉन बीम उत्सर्जित और बना सकता है, इसलिए त्वरण वोल्टेज की स्थिरता एक हजारवें से कम नहीं होनी चाहिए।
नमूना को नमूना रैक पर स्थिर रूप से रखा जा सकता है, और अक्सर ऐसे उपकरण होते हैं जिनका उपयोग नमूना बदलने के लिए किया जा सकता है (जैसे कि हिलाना, घुमाना, गर्म करना, ठंडा करना, खींचना, आदि)।
फ्लोरोसेंट स्क्रीन का उपयोग क्यों करें? क्योंकि इलेक्ट्रॉन किरण को नग्न आंखों से नहीं देखा जा सकता है, इसलिए आंखों द्वारा देखी जा सकने वाली छवि बनाने के लिए इलेक्ट्रॉन किरण को एक दृश्य प्रकाश स्रोत में बदलने के लिए एक फ्लोरोसेंट स्क्रीन का उपयोग करना आवश्यक है।
डिटेक्टरों का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल या द्वितीयक सिग्नल एकत्र करने के लिए किया जाता है।
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का इलेक्ट्रॉन बीम नमूने से होकर नहीं गुजरता है, केवल नमूने के एक छोटे से क्षेत्र पर जितना संभव हो सके इलेक्ट्रॉन बीम को केंद्रित करता है, और फिर पंक्ति दर पंक्ति नमूना स्कैन करता है। आपतित इलेक्ट्रॉनों के कारण नमूना सतह द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों से उत्तेजित हो जाती है। सूक्ष्मदर्शी प्रत्येक बिंदु से बिखरे हुए इलेक्ट्रॉनों का निरीक्षण करता है। नमूने के बगल में रखा जगमगाहट क्रिस्टल इन माध्यमिक इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करता है, और प्रवर्धन के बाद पिक्चर ट्यूब की इलेक्ट्रॉन बीम तीव्रता को नियंत्रित करता है, इस प्रकार पिक्चर ट्यूब फ्लोरोसेंट स्क्रीन की चमक बदल जाती है। छवि एक त्रि-आयामी छवि है जो नमूने की सतह संरचना को दर्शाती है। पिक्चर ट्यूब के विक्षेपण कुंडल को स्कैनिंग के लिए नमूना सतह पर इलेक्ट्रॉन बीम के साथ सिंक्रनाइज़ किया जाता है, ताकि पिक्चर ट्यूब की फ्लोरोसेंट स्क्रीन नमूना सतह की आकृति विज्ञान छवि प्रदर्शित करे, जो औद्योगिक टेलीविजन के कार्य सिद्धांत के समान है। इस तथ्य के कारण कि ऐसे माइक्रोस्कोप में इलेक्ट्रॉनों को नमूने के माध्यम से संचारित करने की आवश्यकता नहीं होती है, जिस वोल्टेज पर इलेक्ट्रॉनों में तेजी आती है उसे बहुत अधिक होने की आवश्यकता नहीं होती है।
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का रिज़ॉल्यूशन मुख्य रूप से नमूने की सतह पर इलेक्ट्रॉन बीम के व्यास पर निर्भर करता है। आवर्धन इमेजिंग ट्यूब पर स्कैनिंग आयाम और नमूने पर स्कैनिंग आयाम का अनुपात है, जो लगातार दसियों बार से लेकर सैकड़ों हजारों बार तक बदल सकता है। स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के लिए बहुत पतले नमूनों की आवश्यकता नहीं होती है; छवियों में स्टीरियोस्कोपी की प्रबल भावना होती है; यह माध्यमिक इलेक्ट्रॉनों, अवशोषित इलेक्ट्रॉनों और इलेक्ट्रॉन किरणों और पदार्थों के बीच परस्पर क्रिया से उत्पन्न एक्स-रे जैसी जानकारी का उपयोग करके पदार्थों की संरचना का विश्लेषण कर सकता है।
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का निर्माण इलेक्ट्रॉनों और पदार्थ के बीच परस्पर क्रिया पर आधारित है। जब इलेक्ट्रॉनों की एक उच्च-ऊर्जा मानव किरण किसी पदार्थ की सतह पर बमबारी करती है, तो उत्तेजित क्षेत्र द्वितीयक इलेक्ट्रॉन, ऑगर इलेक्ट्रॉन, विशेषता और निरंतर एक्स-रे, बैकस्कैटर इलेक्ट्रॉन, संचरित इलेक्ट्रॉन और दृश्य, पराबैंगनी और विद्युत चुम्बकीय विकिरण उत्पन्न करेगा। अवरक्त क्षेत्र. साथ ही, इलेक्ट्रॉन छिद्र जोड़े, जाली कंपन (फोनन), और इलेक्ट्रॉन दोलन (प्लाज्मा) भी उत्पन्न किए जा सकते हैं।
