Page History

...

Museoitu kopio Ernst Ruskan vuoden 1933 elektronimikroskoopista.

Elektronimikroskooppi on rakenteeltaan samanlainen mikroskooppipylvääseen koottu linssirakennelma kuin valomikroskooppi. Valon sijasta lähteenä toimii elektronisuihku, joka synnytetään hehkuvasta metallilangasta eli filamentista. Linsseinä käytetään sähkömagneettisia linssejä.

Elektronimikroskoopeilla päästään monimiljoonakertaisiin suurennoksiin ja erotuskyky on parhaimmillaan 0,07 nanometrin luokkaa. Laitteesta on tehty muutamia eri versioita.

Image Added TEM, Tampereen teknillisen yliopiston materiaalia.

Läpäisyelektronimikroskoopissa (oikea kuva) tutkittavan TEM, Transmission Electron Microscope) tutkittavan kohteen kuva muodostuu fluoresoivalle levylle, kun kohteen läpi ohjataan elektroneja magneettilinssien avulla. Läpäisyelektronimikroskooppikuvia käytetään pääasiallisesti pienten solujen tai kudos- sekä suurten solujen leikkeiden poikkileikkausrakenteiden selvittämiseen.

Pyyhkäisyelektronimikroskoopissa (SEM, Scanning Electron Microscope) kuva Pyyhkäisyelektronimikroskoopissa (vasen kuva) kuva muodostetaan näytölle elektroneista, jotka irtoavat tai heijastuvat näytteen pinnasta, kun sitä pyyhitään kapealla elektronisuihkulla. Näin saadaan hyvin yksityiskohtainen kuva näytteen pinnasta.. Niinpä SEM:n tyypillisiin käyttökohteisiin kuuluvatkin mm. pinnoitustarkastukset, murtumien syiden selvitykset, pintojen mikrobitartuntojen tai ruostevaurioiden tarkastaminen.

Image Added SEM, Tampereen teknillisen yliopiston materiaalia.

Lisäksi on olemassa nämä kaksi tyyppiä yhdistävä tekniikka. Se on yllättäen nimeltään pyyhkäisy-läpivalaisuelektronimikroskooppi. Sillä voidaan skannata ohuen näytteen pintaa elektronisuihkulla ja saadaan näytölle kuva läpimenneiden elektronien avulla.

Image RemovedImage Removed TTY:n kuvamateriaalia.

Alussa sivuttiin tunnelointi- ja atomivoimamikroskopiaa. Nyt hieman tietoa niistä.

Tunnelointimikroskopia

Tunnelointimikroskoopin (STM, Scanning Tunneling Microscope) toiminta perustuu kvanttitunnelointi-ilmiöön. Sillä on mahdollista saada atomitarkkuudella 3D-kuvia kohteen pintarakenteesta. Tunnelointimikroskoopissa on ohut ja terävä neula, jota kuljetetaan näytteen pinnalla, jolloin pinnan ja neulan välille syntyy virtaa, jonka suuruus riippuu asetetusta jännitteestä ja pinnan elektronirakenteesta.

Tunnelointimikroskooppia käytetään mm. puolijohdetutkimuksissa. Laite kehitettiin 1981 ja Gerd Binnig sekä Heinrich Rohrer pokkasivat siitä puolikkaan Nobelin fysiikanpalkinnosta vuonna 1986.

Atomivoimamikroskopia

Ensimmäinen atomivoimamikroskooppi (AFM, Atomic Force Microscope) rakennettiin vuonna 1985. Toiminta perustuu näytteen tunnusteluun. Näytettä tunnustellaan värähtelijään kiinnitetyllä terävällä neulalla, jonka kärki voi olla kooltaan vain muutamia nanometrejä.

Laitteen kehittyminen on ottanut suuria askelia ja se alkaakin ottamaan valtaa pois elektronimikroskoopeilta hellävaraisemman tutkimusmenetelmänsä ansiosta. Erotuskyvyksi annetaan minimissään 300 Å:ä. Vaikka atomivoimamikroskooppia käytetään elektroniikan ja kemian tutkimuksissa, sillä on suurempi asema biologian tutkimuksissa.