1. Våglängden för elektronstrålen:
- Den grundläggande gränsen är våglängden för elektronstrålen. Enligt De Broglies hypotes uppvisar elektroner vågliknande beteende, och deras våglängd är omvänt proportionell mot deras fart. Därför har högre energielektroner kortare våglängder.
- Ju kortare våglängden, desto högre upplösning.
-Elektronmikroskop fungerar med elektroner accelererade till mycket höga energier (vanligtvis 100-400 keV), vilket resulterar i våglängder i angströmområdet (0,01-0,05 nm). Detta möjliggör mycket högre upplösning än ljusmikroskop.
2. Sfärisk avvikelse:
- Elektronlinser, till skillnad från glaslinser, lider av betydande sfärisk avvikelse. Detta innebär att elektroner som passerar genom olika delar av linsen är fokuserade på olika punkter och suddar bilden.
- Denna avvikelse är oundviklig men kan minimeras genom att använda specialiserade linsdesign och korrigeringstekniker.
3. Kromatisk avvikelse:
- I likhet med sfärisk avvikelse uppstår kromatisk avvikelse från det faktum att elektroner av olika energier är fokuserade på olika punkter av linsen.
- Denna avvikelse kan minimeras genom att använda monokromatorer för att filtrera bort elektroner med olika energier.
4. Diffraktion:
- Även med en perfekt lins begränsar diffraktion upplösningen.
- När elektronstrålen interagerar med provet, diffrakteras den, sprider sig och suddar bilden.
- Denna effekt blir mer betydande för mindre funktioner och är en grundläggande begränsning i elektronmikroskopi.
5. Exempelförberedelser:
- Kvaliteten på provberedningen kan påverka upplösningen avsevärt.
- Prover måste vara extremt tunna, ledande och stabila under höga vakuumförhållanden. Dålig förberedelse kan införa artefakter och förvränga bilden.
6. Strålskador:
- Elektronstrålen med hög energi kan skada provet, särskilt för känsliga material.
- Denna skada kan förändra provets struktur och sammansättning, vilket begränsar den möjliga upplösningen.
7. Buller:
- Buller från elektrondetektorn och andra källor kan försämra bildkvaliteten och begränsa upplösningen.
Sammanfattningsvis: Den upplösande kraften hos ett elektronmikroskop begränsas av en kombination av faktorer, inklusive våglängden för elektronstrålen, linsavvikelser, diffraktion, provberedning, strålskador och brus. Medan elektronmikroskopi erbjuder betydligt högre upplösning än ljusmikroskopi, är det avgörande att förstå dessa begränsningar för att få meningsfulla och exakta bilder.
