電子顕微鏡にはなぜ真空システムが必要ですか?
空気中の電子の動きは遅いため、真空系を介して電子顕微鏡の真空度を維持する必要があります。そうしないと、空気中の分子が電子ビームの放出を妨げ、画像化を妨げます。 2種類の真空ポンプを直列に接続し、電子顕微鏡管内を真空にします。電子顕微鏡が起動すると、第 1 段のロータリー ポンプが第 2 段のポンプの予備真空として低真空になります。第 2 段階では油拡散ポンプを使用して高真空を実現します。
走査型電子顕微鏡では、高エネルギーの電子ビームを使用して物体をスキャンし、画像化します。{0}イメージングの解像度を確保するには、電子ビームをビームのようにコリメートして集束する必要があります。真空または不十分な真空度がなければ、高エネルギーの電子ビームは空気分子に衝突したときに吸収または散乱され、その平行化が乱れて画像化が不可能になります。-
真空には 2 つの機能があります。1 つは、電子ビームの集束不良につながる可能性のある空気分子による電子の散乱を防ぐことです。もう1つは、空気分子との衝突後の電子エネルギーの損失を避けることです。
電子顕微鏡における真空の重要性: 真空は電子顕微鏡において非常に重要な役割を果たします。電子顕微鏡が動作しているとき、電子ビーム経路全体と分析対象のサンプルは高真空環境に置かれます。真空度が十分に高くないと、電子銃のゲートとアノードの間で電極間放電が発生し、フィラメントが焼損する可能性があります。電子ビームと残留空気粒子との衝突によっても散乱が発生する可能性があり、電子ビーム内の電子がサンプルに到達できなくなったり、分析が歪んだりする可能性があります。
電子顕微鏡の真空要件: 電子ビーム内の電子ができるだけスムーズに移動できるようにするために、電子顕微鏡の真空度は通常 1E-7 mbar 程度の高真空、さらには 1E-10 mbar 程度の超高真空に達する必要があります。真空度だけでなく、真空ポンプ作動時の振動レベルも重要です。電子ビームの断面積が小さいため、サンプル上の位置決め精度は非常に高く、この精度は振動レベルが極めて低い環境でのみ維持できます。さらに、サンプルや顕微鏡の内部コンポーネントの油蒸気による汚染を避けるために、オイルフリーのドライ真空ポンプを使用することが最善です。
