تلسکوپ الکترونی چیست ؟

میکروسکوپ الکترونی یک نوع میکروسکوپ است که در آن بجای نور از پرتوی الکترونی که توسط تفنگ الکترونی تولید میشود استفاده میشود. در این میکروسکوپها بجای عدسی نوری از لنزهای مغناطیسی استفاده میشود که توانایی تغییر و جابجایی پرتوی الکترونی را دارا هستند. این میکروسکوپ ها به دو نوع تقسیم میشوند: میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM و میکروسکوپ الکترونی عبوری TEM. این میکروسکوپ ها از اجزای مختلفی تشکیل شده اند که برای هر نوع متفاوت است مثلا در TEM تفنگ الکترونی، عدسی (لنز) الکترومغناطیسی، سیستم متمرکز کننده، محفظه نمونه، سیستم تصویری ( تصویر معمولی و الگوی پراش)، پمپ خلا( چون پرتوی الکترون براحتی منحرف میشود حتی توسط مولکولهای هوا از خلا استفاده میشود.)

اولین بار در سال 1925 لوئی دوبروی (louis de Broglie) تئوری موجی بودن الکترون با طول موجی کمتر از نور مرئی را مطرح نمود. در سال 1931 نول و رسکا (knoll & Ruska ) با استفاده از این اصل اولین نمونه آزمایشی میکروسکوپ الکترونی را ارائه نمودند. در سال 1933 رسکا میکروسکوپ الکترونی ارائه نمود که وضوح آن برای اولین بار از میکروسکوپ نوری فراتر رفته بود. در سال 1938 نیز برای اولین بار نمونه تجاری میکروسکوپ الکترونی در دانشگاه تورنتو ساخته شد.

تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری

میکروسکوپ الکترونی روبشی بعدها ساخته شد ، جالب است که میزان بزرگنمایی TEM حدود چند میلیون برابر تخمین زده میشود و با تکنیکهای خاص میتوان حتی نحوه چیدمان بلور یک ماده را تشخیص داد اما میکروسکوپ SEM بزرگنمایی در حدود 300000 برابر تا 900000برابر دارد و از سطوح ماده مناظر شگفت انگیزی میتواند به ما نشان دهد . هم اکنون از این نوع میکروسکوپها در مراکز دانشگاهی در ایران استفاده میشود.

تصویر برهم کنش الکترون با ماده که اساس میکروسکوپ های الکترونی است

اساس هر دو روش بر پایه برخورد الکترون به سطح و کنش آن با ماده و بازگشت الکترون یا اثر آن مثل Xray است که بر اساس نوع کنش حاصل شده یک روش برای دیدن سطوح مواد مختلف حاصل میشود. مثلا Xray اساس روش و تکنیک XRD در این میکروسکوپهاست و میتواند ترکیب سطوح ماده را حدود یک میکرون مربع مشخص سازد.

تصویر از نوع الگوی پراش یک بلور (کریستال ) یک ماده در میکروسکوپ عبوریTEM از بالا و شماتیک این نوع بلور در سمت چپ آن

تصویر SEM از چشم یک مگس

امروزه این میکروسکوپها در پزشکی، صنایع نظامی و سایر علوم مختلف و در ساخت تکنولوژی های امروزی اثر بسیار داشته اند و در زمینه شناخت انسان از اتم و دنیای کوانتومی نقش بزرگ و قهرمانانه ای را جلوه داده اند. خوشبختانه از این نوع میکروسکوپها در مراکز دانشگاهی ایران برای حصول علوم روز استفاده میشود.