電子顯微鏡的主要組成部分是:
電子源:是一個(gè)釋放自由電子的陰極,一個(gè)環(huán)狀的陽(yáng)極加速電子。陰極和陽(yáng)極之間的電壓差必須非常高,一般在數(shù)千伏到3百萬(wàn)伏之間。
電子透鏡:用來(lái)聚焦電子。一般使用的是磁透鏡,有時(shí)也有使用靜電透鏡的。電子透鏡的作用與光學(xué)顯微鏡中的光學(xué)透鏡的作用是一樣的。光學(xué)透鏡的焦點(diǎn)是固定的,而電子透鏡的焦點(diǎn)可以被調(diào)節(jié),因此電子顯微鏡不象光學(xué)顯微鏡那樣有可以移動(dòng)的透鏡系統(tǒng)。
真空裝置:真空裝置用以保障顯微鏡內(nèi)的真空狀態(tài),這樣電子在其路徑上不會(huì)被吸收或偏向。
樣品架:樣品可以穩(wěn)定地放在樣本架上。此外往往還有可以用來(lái)改變樣品(如移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、加熱、降溫、拉長(zhǎng)等)的裝置。
探測(cè)器:用來(lái)收集電子的信號(hào)或次級(jí)信號(hào)。 種類(lèi) 利用 透射電子顯微鏡 (Transmission Electron Microscopy TEM)可以直接獲得一個(gè)樣本的投影。在這種顯微鏡中電子穿過(guò)樣本,因此樣本必須非常薄。組成樣本的原子的原子量、加速電子的電壓和所希望獲得的分辨率決定樣本的厚度。樣本的厚度可以從數(shù)納米到數(shù)微米不等。原子量越高、電壓越低,樣本就必須越薄。
通過(guò)改變物鏡的透鏡系統(tǒng)人們可以直接放大物鏡的焦點(diǎn)的像。由此人們可以獲得電子衍射像。使用這個(gè)像可以分析樣本的晶體結(jié)構(gòu)。
在能量過(guò)濾透過(guò)式電子顯微鏡 (Energy Filtered Transmission Electron Microscopy,EFTEM)中人們測(cè)量電子通過(guò)樣本時(shí)的速度改變。由此可以推測(cè)出樣本的化學(xué)組成,比如化學(xué)元素在樣本內(nèi)的分布。