Elektronenmikroskop

Ein auf elektronenoptischen Verfahren beruhendes Gerät.

Beim bekanntesten Elektronenmikroskop, dem Durchstrahlungsmikroskop, durchstrahlen sehr schnelle Elektronen ein im Vakuum befindliches Objekt und werden durch elektrische oder magnetische Felder abgelenkt, wie ein Lichtstrahl durch Linsen.

Der Gesamtaufbau eines Elektronenmikroskops ist ähnlich dem eines Lichtmikroskops. Am oberen Ende der Säule eines Elektronenmikroskops wird die Strahlspannung, die im Allgemeinen zwischen 40.000 und 100.000 V liegt und bei manchen Geräten wahlweise auf verschiedene Werte eingestellt werden kann, durch ein abgeschirmtes Kabel berührungssicher in den Kathodenteil eingeführt. In diesem entsteht aus einer Glühkathode der nahezu parallele Strahl schneller Elektronen, der zur Objektdurchstrahlung erforderlich ist. Der unter dem Kathodenteil liegende Kondensator (1 oder 2 magnetische Linsen, d. h. eingekapselte Magnetspulen) ermöglicht es, nicht nur große Objektflächen, sondern auch Objektbereiche bis zu wenigen μm Durchmesser zu bestrahlen. Das Objekt muss zur Beobachtung im Elektronenmikroskop durch eine „Objektschleuse“ in das Vakuum der Säule „eingeschleust“ werden, da die Bewegung der Elektronen nur im Vakuum störungsfrei erfolgen kann. In üblichen Durchstrahlungsmikroskopen darf die Objektdicke nur etwa 50 bis 100 nm (= 0,05 bis 0,1 μm) betragen.

Die Auflösungsgrenze der heutigen Hochleistungs-Elektronenmikroskope liegt bei 0,1-0,2 nm (1 nm = 1 Millionstel mm). Die (förderliche) Vergrößerung im Elektronenmikroskop wird im Allgemeinen nur so hoch gewählt, dass die aufgelösten Einzelheiten auch auf dem im Elektronenmikroskop enthaltenen Fotomaterial getrennt wiedergegeben werden können. Beträgt die Auflösung von Feinkorn-Material z. B. 50 μm, ergibt sich für die Hochleistungs-Elektronenmikroskope eine 500.000fache förderliche Vergrößerung. Um die aufgelösten Einzelheiten jedoch dem menschlichen Auge sichtbar zu machen, ist noch eine optische Nachvergrößerung erforderlich.

Eine Weiterentwicklung ist das Rasterelektronenmikroskop, das auf direktem Weg vergrößerte Abbildungen von Oberflächen aller Art, Dicke und jeden Materials liefert und heute in den meisten Fällen eingesetzt wird.

Weiterführende Stichworte:

Elektronenmikroskopie
Elektronenstrahlmikroanalyse
Environmental-Rasterelektronemikroskopie
Rasterkraftmikroskopie
Rastertunnelmikroskop
Transmissionselektronenmikroskop

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