Was ist ein Elektronenmikroskop?

Elektronenmikroskop Foto: Stahlkocher (Wiki)

Wer eine deutlich größere Vergrößerung mit einem Mikroskop erreichen möchte, sollte sich Gedanken zu einem Elektronenmikroskop machen. Es bietet ein 1000 x größeres Auflösungsvermögen als Lichtmikroskope. Der Grund dafür liegt darin, dass ein Elektrostrahl eine sehr viel kürzere Wellenlänge hat, als beispielsweise ein Lichtstrahl.

Funktion des Elektronenmikroskops

Beim Elektronenmikroskop wird, wie der Name schon vermuten lässt, mit Elektronen gearbeitet. Aus einer Elektronenquelle, die im oberen des Gerätes liegt, wird ein Elektronenstrahl erzeugt, der im Anschluss fokussiert wird, bevor er auf das zu untersuchende Objekt trifft. Der Strahl wird dabei durch das Gerät gefeuert. In der Röhre selbst sitzen die Verstärker, die den Strahl bündeln, dadurch wird er stärker. Jeder Punkt des Objekts wird dabei sehr genau abgetastet. Dieses geschieht dadurch, dass der Strahl, wenn er auf das Objekt trifft erneut Elektronen sendet. Dabei treten Effekte zurück, die über einen sogenannten Detektor eingefangen werden. Und genau diese Daten werden im Computer gesammelt, ausgewertet und in ein Bild umgewandelt.

Tipp: Das Elektronenmikroskop kann nur leitende Objekte untersuchen. Soll ein nicht leitender Gegenstand untersucht werden, so müsste die Oberfläche vorab mit Gold bedampft werden. Problematisch kann es sein, dieses fein aufzutragen, um nicht das gesamte Objekt mit dem Gold zu überziehen.

Aufbau eines Elektronenmikroskops

Zu den Bestandteilen eines Elektronenmikroskops zählen:

Elektronenkanone: hier werden die freien Elektronen in einer Quelle erzeugt und Richtung Anode beschleunigt
Elektronenlinsen: diese sind meisten magnetisch oder elektostatisch. Anders als bei Lichtmikroskopen sind sie nicht austauschbar, die Brennweite kann aber individuell geregelt werden.
Vakuumsystem: das System sorgt dafür, dass die Elektronen effizient arbeiten können und nicht durch Gasmoleküle behindert werden.
Objekthalterung: sorgt für einen sicheren Halt des Objekts.
Detektoren: sie registrieren die Elektronen.
die Säule des Mikroskops: schirmt äußere Magnetfelder ab.

Anwendung des Elektronenmikroskops

Gerade in der Materialforschung werden Elektronenmikroskope zum Einsatz gebracht. Soll die Oberflächenbeschaffenheit genauer unter die Lupe genommen werden, sind sie die richtige Methode, um hier aufschlussreiche Informationen zu bekommen. Auch bei einem schon bestehenden Schaden an einem Material kann diese Mikroskop-Art genau die richtige sein, um Aufschlüsse darüber zu bekommen, warum die Oberfläche einen Schaden genommen hat.