Microscoapele electronice utilizeaza fascicule de electroni, in loc de fascicule de lumina, pentru a ilumina specimenul si a produce o imagine mult marita a acestuia. Intrucat electronii au o lungime de unda de 100.000 de ori mai mica decat fotonii (lumina vizibila), microscoapele electronice pot mari o imagine chiar si de 10 milioane de ori, pe cand cele optice se limiteaza la o putere de 2.000 x.
Microscoapele electronice utilizeaza lentile electrostatice si electromagnetice (analoage) pentru a controla fasciculul de electroni, care este concentrat pentru a forma o imagine. Aceste dispozitive sunt folosite pentru a observa un numar mare de probe biologice si anorganice, printre care microorganisme, celule, molecule mari, probe de biopsie, metale si cristale. Totodata, in industrie, acestea sunt utilizate pentru controlul calitatii si pentru a depista eventualele defecte de fabricatie la o scara redusa.
O sectiune transversala imaginara prin aceste dispozitive ne arata urmatoarele elemente componente: coloana electrono-optica, sistemul de vidare, sistemele de detectie (prelucrarea, procesarea si redarea informatiei) si blocul de alimentare cu energie. Constructiv, microscoapele electronice seamana destul de mult cu cele optice, avand urmatoarele elemente comune: sursa (de iluminare, respectiv de electroni), lentila condensoare, obiectul de studiat, lentila proiectoare si sistemul de vizualizare / inregistrare a informatiei.
Condensorul unor microscoape electronice se ocupa cu focalizarea fasciculului de electroni asupra probei. Obiectivul formeaza imaginea primara (marita) a obiectului, aceasta fiind preluata de lentila proiector, care o mareste si mai mult, pentru a fi vizualizata pe ecranul microscopului. La randul sau, tunul de electroni are rolul de a genera fasciculul de electroni, prin intermediul unui camp electrostatic care dirijeaza particulele printr-un filament foarte ingust. Ulterior, electronii sunt accelerati prin coloana spre proba, cu energii cuprinse intre cateva zeci si cateva zeci de mii de electronvolti.
Fasciculul de electroni care bombardeaza suprafata probei poate fi supus unei tensiuni de accelerare de la 100 V pana la 40.000 V, in functie de tipul de microscoape electronice folosite. Electronii parcurg tunul ca un fascicul divergent, iar apoi o serie de lentile electromagnetice si diafragme il reconverg si focalizeaza. Dupa trecerea prin coloana de electroni, fasciculul ajunge in camera probei. In momentul interactiunii fasciculului cu suprafata probei, se formeaza o serie de semnale care sunt amplificate si procesate, rezultand informatii pretioase privind morfologia, structura si compozitia probelor.
Diferenta dintre microscoapele electronice cu transmisie (MET) si cele cu scanare (MES)
MET implica o raza de electroni la tensiune inalta, emisa de un catod (de obicei filament de tungsten), localizata de lentilele electrostatice si electromagnetice. Raza de electroni transporta informatii despre structura interna a specimenului catre sistemul de formare a imaginii, aceasta fiind inregistrata la coliziunea cu un ecran fluorescent, placa fotografica sau senzor de lumina, imaginea putand fi afisata in timp real pe un monitor sau trimisa unui calculator.
Spre deosebire de MET, unde semnalele electronilor transmisi sunt responsabili cu formarea imaginii, in cazul MES imaginea este produsa prin detectia electronilor secundari, cu energie scazuta, emisi de pe suprafata specimenului datorita excitarii acestuia de catre raza principala de electroni. In ceea ce priveste rezolutia, in general rezolutia MET este cu un ordin de marime mai mare decat a MES, insa MES sunt capabile sa vizualizeze probe mai mari si au o adancime de penetrare mult mai mare, producand astfel o imagine 3 D de calitate a probei.
