Giới thiệu về kính hiển vi điện tử

Là một trong những thiết bị được sử dụng khá phổ biến trong việc quan sát cấu trúc vi mô của những vật thể, kính hiển vi điện tử hoạt động trên nguyên tắc sóng điện tử và được đông đảo người dùng tin tưởng, lựa chọn nhờ khả năng hoạt động hiệu quả và cho ra kết quả chính xác cao.

GIỚI THIỆU VỀ KÍNH HIỂN VI ĐIỆN TỬ

1. Kính hiển vi điện tử là gì?

Kính hiển vi điện tử hay Electron Microscope – EM chính là tên gọi của loại thiết bị điện tử dùng để quan sát. Sản phẩm có khả năng giúp vật thể được phóng to kích thước lên nhiều lần so với thực tế dựa trên nguyên lý sử dụng chùm electron có bước sóng rất ngắn làm nguồn bức xạ chiếu sáng. Kính hiển vi điện tử sẽ hỗ trợ mắt thường quan sát được những cấu trúc vi mô của các vật thể. 

2. Cấu tạo kính hiển vi điện tử

So sánh với các loại kính hiển vi khác, có thể thấy kính hiển vi điện tử có cấu tạo tương đối phức tạp hơn. Trong đó, hệ thống thấu kính và súng phóng điện tử chính là cấu tạo quan trọng nhất của kính. Bên cạnh đó, tuỳ vào từng công nghệ mà sẽ có thêm các bộ phận khác được tích hợp để tạo nên một kính hoàn chỉnh.

Thường thấy, cấu tạo kính hiển vi điện tử bao gồm:

• Súng phóng điện tử;

• Hệ thống thấu kính và lăng kính bao gồm: Hệ kính hội tụ và tạo chùm tia song song, thấu kính nhiễu xạ, Thấu kính phóng đại, Thấu kính Lorentz và vật kính;

• Hệ thống khẩu độ: bao gồm khẩu độ vật, hội tụ và lựa chọn vùng;

• Bộ xử lý mẫu tia X;

• Bộ phận ghi và quan sát ảnh: có CCD Camera và màn huỳnh quang và phim quang học;

• Bộ khử loạn thị có: Khử loạn thị ở hệ hội tụ; ở kính nhiễu xạ và ở vật kính.

3. Nguyên lý hoạt động của kính hiển vi điện tử

– Có thể thấy nguyên lý hoạt động chính của kính hiển vi điện tử đó là sử dụng các ống kính tĩnh điện hoặc điện từ để các electron có đường đi theo điều khiển. 

– Thông qua solenoid ở mỗi ống kính điện từ để tạo ra điện từ trường và tia điện tử đi qua trung tâm của các solenoids trên đường đi xuống cột kính hiển vi điện tử để đi về phía vật mẫu. Các electron cực kỳ nhạy cảm với từ trường vì vậy có thể được điều khiển bởi khả năng thay đổi dòng điện qua thấu kính.

– Bước sóng sẽ càng ngắn khi các electron di chuyển càng nhanh như vậy độ phân giải được tăng lên khi giảm bước sóng.

SO SÁNH SỰ KHÁC NHAU GIỮA KÍNH HIỂN VI ĐIỆN TỬ VÀ KÍNH HIỂN VI QUANG HỌC

Trong đa dạng lĩnh vực, kính hiển vi điện tử và kính hiển vi quang học đã không còn xa lạ với người dùng bởi khả năng ứng dụng rộng rãi. Tuy nhiên, hai dòng kính này cũng mang nhiều đặc điểm khác nhau mà không phải ai cũng nắm rõ.

PHÂN LOẠI KÍNH HIỂN VI ĐIỆN TỬ

Có nhiều cách phân loại kính hiển vi điện tử khác nhau phụ thuộc vào các tiêu chí phân loại như: công nghệ, độ thu phóng, cấu tạo, loại quan sát,… Cụ thể như:

• Theo công nghệ chúng ta sẽ có Kính hiển vi điện tử quét hay thường được thấy dưới tên tiếng anh là SEM – Scanning Electron Microscope và Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM – Tranmission Electron Microscope), STEM

• Tuỳ thuộc vào độ thu phóng sẽ có Kính hiển vi điện tử 10000x; Kính hiển vi điện tử 1000x; Kính hiển vi 2000x hay Kính hiển vi điện tử 1600x.

• Trên phương diện loại quan sát có thể chia thành loại xem trực tiếp bằng mắt, loại kính hiển vi điện tử kết nối qua máy tính, loại kết nối qua điện thoại,…

• Căn cứ trên cấu tạo sẽ có kính hiển vi điện tử cầm tay và kính hiển vi điện tử có màn hình,..

ỨNG DỤNG CỦA KÍNH HIỂN VI ĐIỆN TỬ

Có thể thấy hiện nay, kính hiển vi điện tử với sự linh hoạt của nó đã được ứng dụng đa dạng và rộng rãi trên nhiều lĩnh vực, ngành nghề khác nhau như trong giáo dục, y tế, pháp y,…Cụ thể:

• Đối với lĩnh vực pháp y: dòng kính có độ phóng đại tối ưu về camera đã hỗ trợ quá trình thực hiện công việc của đơn vị chức năng thông qua khả năng chính xác, sắc nét, rõ ràng của dữ liệu thu thập được.

• Với ngành y tế: những vật mẫu có kích thước nhỏ, dưới sự hỗ trợ của kính hiển vi điện tử đã cho ra hình ảnh chi tiết, phục vụ chuyên sâu trong chẩn đoán bệnh cũng như nguyên nhân gây bệnh.

• Trong giáo dục: ứng dụng kính hiển vi điện tử đã được sử dụng rộng rãi, trở thành công cụ đắc lực trong giảng dạy, nghiên cứu và ghi nhận hình ảnh, kết nối,…

• Ngành nghề nghiên cứu: kính hiển vi điện tử cũng đã thể hiện hoàn hảo các chức năng và được ứng dụng trong nghiên cứu thực địa bởi khả năng hoạt động hiệu quả và dễ dàng di chuyển,…

Với những hiệu quả và tiện ích mà kính hiển vi điện tử mang lại, hiện nay, nhiều ngành công nghiệp cũng đang sử dụng kính như một “trợ thủ đắc lực” trong quá trình kiểm tra, phân tích, thẩm định và nghiên cứu phát triển sản phẩm, kiểm soát quá trình, phân tích lỗi công nghiệp,…