电子显微镜：分辨率最高的显微镜之一

电子显微镜属于电子光学分析仪器。电子光学分析仪器的特点，是以电子光学方法将具有一定能量的电子会聚成细小的入射束，通过与样品物质的相互作用，激发表征材料微观组织结构特征的各种信息，检测并处理这些信息，从而得到有关样品形貌、成分和结构的丰富资料。它的功能已超越了显微放大的范畴，成为研究固体内部显微结构的有力工具。例如：用于观察晶体中的位错、层错、晶格结构缺陷，以及金属和非金属沉淀物；用于观光结及其周围的各种现象，如p-n结的位置、平面结的深度、结区内的缺陷和滑移面、结的漏电及局部击穿，观测空间电荷层；进行半导体参数的测定，如耗尽层宽度、载流子浓度、扩散长度和寿命等。

人的眼睛只能分辩0.1mm以上的物体，光学显微镜的分辩率为200nm，电子显微镜的分辨率为0.2nm，放大倍数可达100万倍。

电子显微镜结构较为复杂，包括电子射线源、电子透镜—成像系统、真空系统及电源设备。

1.电子射线源 利用电子波成像就需要足够数量的电子。通常采用热阴极，即用0.5mm左右的钨丝弯成V形，做成灯丝，通过电流加热至2000℃以上，钨丝受热发射的电子作为电子源。在灯丝前有一圆形、磨光的有小孔的金属板作为阳极。在阳极和阴极之间加上几万伏特的电压，使灯丝发射出来的电子加速，经聚焦过程射到样品上。

2.电磁透镜 电子显微镜的电子波，可以借电磁透镜的磁场的吸引而发生偏析放大物体。改变电磁透镜线圈中的电流，就能很方便地改变放大倍数。在电子显微镜中，电子枪所发生的电子束，经过电磁透镜的会聚，到达观察的样品上；电子经过样品，由于样品上厚度和密度不同，因此透过的电子就有疏密的区别，电子在荧光屏上的反差不同；它们通过物镜后形成初步放大的物像，再经过投影镜放大后，投影到荧光屏上，显示出最后的放大物像。移开荧光屏就可使其下面的底片曝光，再经过印相、放大等步骤得到电镜照片。(www.xing528.com)

为了增加放大倍数，用两个投影镜。整个电子发射、聚焦和记录系统都在密闭的高真空中进行。

3.真空系统 真空是保证电子显微镜正常工作的必要条件。在真空条件下，阴极与阳极间不至于放电，灯丝不会被氧化或被阳离子轰击而减短寿命；电子束在射程中与空气分子碰撞机会少，减少散射电子，增加影像的对比度，容易获得高分辩率的图象。为了获得镜筒的高真空环境，常采用二级串联的真空系统，由机械泵和油扩散泵组成。先由机械泵抽到1000Pa以上的低真空，然后借助油扩散泵，将真空度进一步提高到10～0.01Pa。由于油扩散泵中的油蒸气要用水冷却后才能凝结进行循环工作，所以油扩散泵要用自来水冷却。整个电子显微镜在金属部位的连接处，采用大大小小的圆形密封橡胶圈来达到真空密封。

4.电源设备 主要供给三个部分：与电子枪有关的线路；与透镜有关的线路；真空系统所需电源。