Чому для електронного мікроскопа потрібна вакуумна система?
Через повільний рух електронів у повітрі необхідно підтримувати ступінь вакууму електронного мікроскопа через вакуумну систему. Інакше молекули в повітрі перешкоджатимуть випромінюванню електронного променя та перешкоджатимуть створенню зображення. Щоб отримати розрідження в трубці електронного мікроскопа, з’єднайте послідовно два типи вакуумних насосів. Коли електронний мікроскоп запускається, роторний насос першого ступеня отримує низький вакуум як попередній вакуум для насоса другого ступеня; Другий ступінь використовує масляний дифузійний насос для досягнення високого вакууму.
Скануюча електронна мікроскопія використовує-електронні пучки високої енергії для сканування та зображення об’єктів. Щоб забезпечити роздільну здатність зображення, електронний промінь потрібно колімувати та сфокусувати, як промінь. Якби не вакуум або недостатній ступінь вакууму, електронні-промені високої енергії поглиналися б або розсіювалися б, коли вони потрапляли на молекули повітря, порушуючи їх колімацію та унеможливлюючи зображення.
Вакуум виконує дві функції: одна — запобігати розсіюванню електронів молекулами повітря, що може призвести до поганого фокусування електронного променя; Інший — уникнути втрати енергії електронів після зіткнення з молекулами повітря.
Важливість вакууму для електронної мікроскопії: Вакуум відіграє дуже важливу роль в електронній мікроскопії. Під час роботи електронного мікроскопа весь шлях електронного променя та зразок для аналізу поміщаються в середовище високого вакууму. Якщо рівень вакууму недостатньо високий, між затвором і анодом електронної гармати може виникнути міжелектродний розряд, який може спалити нитку. Зіткнення між електронним пучком і залишковими частинками повітря також може спричинити розсіювання, яке може перешкодити електронам в електронному пучку досягти зразка або спотворити аналіз.
Вимоги до вакууму для електронних мікроскопів: щоб дозволити електронам в електронному пучку рухатися якомога плавніше, рівень вакууму електронних мікроскопів зазвичай має досягати високого вакууму порядку 1E-7 мбар або навіть над-високого вакууму порядку 1E-10 мбар; Крім ступеня вакууму, вирішальне значення має і рівень вібрації під час роботи вакуумного насоса. Завдяки малому поперечному перерізу електронного променя точність позиціонування на зразку дуже висока, і ця точність може підтримуватися лише в середовищі з надзвичайно низьким рівнем вібрації; Крім того, щоб уникнути забруднення масляними парами зразка або внутрішніх компонентів мікроскопа, найкраще використовувати безмасляний сухий вакуумний насос.
