Elektronenmikroskop

Gerät zur Vergrößerung kleinster Objekte, bei dem im Gegensatz zum Lichtmikroskop nicht Licht-, sondern Elektronenstrahlen zur Abbildung genutzt werden.

Da deren Wellenlänge mindestens 10 000mal kleiner ist als die des Lichts, gestatten Elektronenmikroskope gegenüber dem Lichtmikroskop eine bis 1 000fach größere Bildauflösung. Damit lassen sich Objekte bis zu 500 000fach vergrößern.

Der Strahlengang für die Elektronen ist ähnlich dem des Lichts in Lichtmikroskopen. Elektronenquelle ist ein glühender Wolframdraht. Die von ihm emittierten Elektronen werden zunächst in einem Hochspannungsfeld beschleunigt, sodann in einer elektrischen oder magnetischen Kondensatorlinse gebündelt, um anschließend das nur etwa 1/10 000 mm dicke Präparat zu durchstrahlen (Durchstrahlungs-Elektronenmikroskop.).

Eine dahinter angeordnete Elektronenlinse entwirft ein etwa 100fach vergrößertes Elektronen-Zwischenbild, von dem ein kleiner Ausschnitt durch eine zweite Elektronenlinse stark vergrößert auf einen Leuchtschirm projiziert wird, der über ein Lichtmikroskop weiter vergrößert betrachtet wird. Zum Fotografieren des Elektronenbildes wird der Leuchtschirm kurzzeitig weggeklappt.

Beim Rasterelektronenmikroskop tastet ein scharf gebündelter Elektronenstrahl zeilenweise (Scanner) die Oberfläche des Objekts ab, deren Abbild auf einer Bildröhre sichtbar gemacht wird. Das Raster-Tunnel-Elektronenmikroskop ist ein Elektronenmikroskop, das Oberflächenabbildungen mit großer Tiefenauflösung liefert.

Bei ihm wird eine metallische Sondenspitze mit einem Durchmesser von etwa 10 nm bis auf weniger als 10 nm an die Oberfläche herangeführt, so dass durch den so genannten Tunneleffekt ein Elektronenstrom fließt. Piezoelektrisch (Piezoeffekt) verstellt wird die Spitze quer und senkrecht derart zur Oberfläche geführt, dass der Sondenstrom konstant bleibt.

Rechnergestützt wird aus der Spitzenbewegung die dreidimensionale Oberflächenstruktur nachgebildet. Weil die Elektronenstrahlen in einem Elektronenmikroskop nicht durch Luftteilchen abgelenkt werden dürfen, sind Elektronenmikroskope metallene Vakuumröhren, die mit einer Hochvakuumpumpe verbunden sind.