1. 전자 현미경 (Electron Microscope)
※ 빛 보다 파장이 짧은 전자를 사용, 전자기 렌즈를 통한 집속 확대로, 고 해상도 이미지 생성,관찰
ㅇ 관찰매개 : 전자 빔
ㅇ 배율 : 약 10,000,000배 정도
- 광학 현미경에 비해 만배에서 100만배 정도 높은 배율도 가능
ㅇ 분해능 : 빛 파장 보다 작은 0.05 Å 정도의 분해능도 가능
ㅇ 굴절 : 전자기 렌즈의 자기장에 의해 굴절시킴
ㅇ 관찰 환경 : 진공 상태에서 작동
ㅇ 종류 => 현미경 구분 참조
- 투과 전자 현미경 (TEM) : (미세 구조 관찰)
- 주사 전자 현미경 (SEM) : (표면 정밀 관찰)
2. 투과 전자 현미경 (TEM, Transmission Electron Microscope)
ㅇ 약 200 nm 이하의 두께(얇은 단면)를 갖는 미세 조직을 투과시켜 관찰 가능
ㅇ 유사점 : 광학 현미경과 유사하게,
- 시야 내 모든 영상을 일시에 얻어냄
- 단, 유리 렌즈가 아닌, 전자기 렌즈로 굴절을 얻어내어, 선명한 상을 맺을 수 있음
ㅇ 이미지 생성 방식 : 전자가 시료를 투과하여 내부 구조를 관찰
ㅇ 특징
- 시료를 투과한 전자 빔을 분석하여, 샘플의 내부 구조를 관찰하는 데 사용
- 전자가 시료를 통과해야 하므로, 샘플 두께가 100 nm 이하로 매우 얇아야 함
ㅇ 구성
- 광원, 집속 렌즈, 대물 렌즈, 투사 렌즈, 스크린 등
ㅇ 주요 용도 : 고체 내부의 미세 구조 관찰 등
3. 주사 전자 현미경 (SEM, Scanning Electron Microscope)
ㅇ 시료 덩어리 중 원하는 표면 면적을 선택 주사하여 관찰 가능
ㅇ 차이점: 광학 현미경,투과 전자 현미경과는 달리,
- 시야 내 모든 영상을 일시에 얻어내지 않고,
- 관찰 영역 표면을, 전자 빔이 이중 편향 코일에 의해, 종/횡방향으로 이리저리 이동 주사하면서,
- 방출된 전자들을 감지하여, 영상을 얻어냄
ㅇ 이미지 생성 방식 : 전자가 시료 표면과 상호작용하여 표면 관찰
- 시편에서 발생하는 2차적 신호 : 이차 전자, 후방 산란 전자, X선 등
ㅇ 특징
- 전자 빔이 깊은 곳까지 침투 가능하여, 표면의 미세 구조를 3D로 시각화 가능
. 광학 현미경에 비해 초점 심도가 깊어, 넓은 깊은 영역을 동시에 선명하게 관찰 가능
. 광학 현미경은 얇은 두께의 시료 만 관찰 가능
. (초점 심도 : 초점이 맞아, 선명하게 포착 가능한, 앞뒤 공간적 범위)
- 시료가 전도성을 가져야 하며, 비 전도성 샘플은 금속 코팅(금,백금 등) 처리 필요
ㅇ 구성
- 광학계 본체계 : 전자총, 집속 렌즈, 대물 렌즈, 편향 코일, 프로브, 전자 검출기 등
- 모니터 제어계
ㅇ 주요 용도 : 시료 표면의 정밀한 관찰 등
- 주로, 물질의 표면 특성, 조성 분석, 구조적 특성 연구 등에 사용