Hoe kan men atomen zien met een elektronenmicroscoop?

Antwoord

Elektriciteit zijn elektronen, maar elektronen zijn geen elektriciteit (of stroom).

Bovendien zijn elektronen niet de kleinste deeltjes. Atoomkernen zijn opgebouwd uit quarks, en dat zijn momenteel de kleinste deeltjes die we kennen.

Elektronenmicroscopie is een techniek die gebruik maakt van elektronen om het oppervlak of de inhoud van objecten af te beelden. Doordat versnelde elektronen een veel kleinere golflengte hebben dan fotonen kan de resolutie van een elektronenmicroscoop veel hoger zijn (beter dan 0,1 nm) dan die van een lichtmicroscoop (ongeveer 0,2 μm). Daarnaast hebben elektronen een andere wisselwerking met de materie zodat er een ander contrast verkregen kan worden. Bij lichtmicroscopie wordt de resolutie beperkt door de golflengte van het licht, bij elektronenmicroscopen wordt de resolutie beperkt door de afwijkingen van de optiek, want elektronenlenzen zijn in vergelijking met optische lenzen van veel slechtere kwaliteit.

Transmissie-elektronenmicroscoop (TEM): De elektronen worden door een dun object heen geschoten en vervolgens op een fluorescerende plaat geprojecteerd zodat ze zichtbaar worden. De beelden kunnen op een fotografische film of met een CCD-camera worden vastgelegd. Het principe is vergelijkbaar met een diaprojektor. Vergrotingen tot een miljoen keer of meer zijn mogelijk met een resolutie beter dan 0,1 nm, zodat de atomaire structuur van materialen bekeken kan worden.

Rasterelektronenmicroscoop (Engels: Scanning Electron Microscope, SEM). De elektronenstraal wordt gebundeld op het materiaal geprojecteerd en tast het oppervlak volgens een raster af. De teruggekaatste of de door secundaire emissie vrijkomende elektronen worden gedetecteerd en punt voor punt vastgelegd in een beeld. Vergrotingen van 100.000 keer zijn mogelijk met een resolutie in de orde van een nanometer.