กล้องจุลทรรศน์ เราเริ่มเข้าใจแล้วว่ากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด สามารถทำอะไรได้บ้าง ตอนนี้เราพร้อมที่จะดูองค์ประกอบต่างๆ ขององค์ประกอบหนึ่งและวิธีที่องค์ประกอบเหล่านี้ทำงานร่วมกันเพื่อสร้างภาพ แม้ว่าการเปลี่ยนแปลงจากรุ่นหนึ่งไปยังอีกรุ่นหนึ่งจะดูเหมือนไม่มีที่สิ้นสุด แต่กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ทั้งหมดมีส่วนพื้นฐานเดียวกัน ปืนอิเล็กตรอนปืนอิเล็กตรอนไม่ใช่อาวุธแห่งอนาคตที่ใช้ในภาพยนตร์เรื่องล่าสุดของวิน ดีเซล
แต่จะผลิตกระแสอิเล็กตรอนที่จำเป็นสำหรับ กล้องจุลทรรศน์ อิเล็กตรอนแบบส่องกราดในการทำงานแทน ปืนอิเล็กตรอนมักเป็นหนึ่งในสองประเภทปืนเทอร์ไมโอนิกซึ่งเป็นประเภทที่พบมากที่สุด ใช้พลังงานความร้อนกับเส้นใย มักทำจากทังสเตนซึ่งมีจุดหลอมเหลวสูง เพื่อเกลี้ยกล่อมให้อิเล็กตรอนออกจากปืนและไปยังชิ้นงานทดสอบที่กำลังตรวจสอบ ในทางกลับกันปืนยิงสนาม จะสร้างสนามไฟฟ้าแรงสูง
เพื่อสร้างภาพที่ชัดเจนและมีรายละเอียด อย่างไรก็ตาม เลนส์ในอุปกรณ์เหล่านี้ทำงานต่างกัน สิ่งหนึ่งคือมันไม่ได้ทำจากแก้ว เลนส์ทำจากแม่เหล็กที่สามารถทำให้เส้นทางของอิเล็กตรอนโค้งงอได้ เมื่อทำเช่นนั้น เลนส์จะโฟกัสและควบคุมลำแสงอิเล็กตรอน ทำให้มั่นใจได้ว่าอิเล็กตรอน จะไปสิ้นสุดที่ตำแหน่งที่ต้องการได้อย่างแม่นยำ ห้องตัวอย่างของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด เป็นที่ที่นักวิจัยวางตัวอย่างที่พวกเขากำลังตรวจสอบ
เนื่องจากต้องเก็บตัวอย่างไว้นิ่งมาก เพื่อให้กล้องจุลทรรศน์สร้างภาพที่ชัดเจน ห้องเก็บตัวอย่างจึงต้องแข็งแรงมาก และมีฉนวนป้องกันการสั่นสะเทือน ในความเป็นจริงกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ไวต่อแรงสั่นสะเทือนมากจนมักติดตั้งไว้ที่ชั้นล่างของอาคาร ห้องเก็บตัวอย่างของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ทำมากกว่าการทำให้ชิ้นงานอยู่นิ่งๆ พวกเขายังจัดการตัวอย่าง วางไว้ในมุมต่างๆ และเคลื่อนย้าย
เพื่อให้นักวิจัยไม่ต้องติดตั้งวัตถุซ้ำ เพื่อถ่ายภาพที่แตกต่างกัน ตัวตรวจจับคุณอาจคิดว่าตัวตรวจจับประเภทต่างๆ ของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด เป็นดวงตาของกล้องจุลทรรศน์ อุปกรณ์เหล่านี้ตรวจจับวิธีการต่างๆ ที่ลำแสงอิเล็กตรอนโต้ตอบกับวัตถุตัวอย่าง ตัวอย่างเช่น เครื่องตรวจจับเอเวอร์ฮาร์ท-ธอร์นลี่ย์ ลงทะเบียนอิเล็กตรอนทุติยภูมิ ซึ่งเป็นอิเล็กตรอนที่หลุดออกจาก พื้นผิวด้านนอกของชิ้นงานทดสอบ
อุปกรณ์ตรวจจับเหล่านี้สามารถสร้างภาพที่มีรายละเอียดมากที่สุดของพื้นผิวของวัตถุได้ ตัวตรวจจับอื่นๆ เช่น ตัวตรวจจับอิเล็กตรอนแบบกระจายกลับและตัวตรวจจับรังสีเอกซ์ สามารถบอกนักวิจัยเกี่ยวกับองค์ประกอบของสารได้ ห้องสุญญากาศกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ต้องใช้สุญญากาศในการทำงาน หากไม่มีสุญญากาศ ลำแสงอิเล็กตรอนที่สร้างขึ้น โดยปืนอิเล็กตรอนจะเผชิญกับการรบกวนอย่างต่อเนื่อง จากอนุภาคอากาศในชั้นบรรยากาศ
อนุภาคเหล่านี้ไม่เพียงแต่จะปิดกั้นเส้นทางของลำแสงอิเล็กตรอนเท่านั้น พวกมันยังจะถูกกระแทกออกจากอากาศ และเข้าสู่ชิ้นงานทดสอบ ซึ่งจะทำให้พื้นผิวของชิ้นงานบิดเบี้ยว เช่นเดียวกับหลายสิ่งหลายอย่างกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด เป็นมากกว่าผลรวมของส่วนต่างๆ ในบางวิธีกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด จะทำงานในลักษณะเดียวกับที่เครื่องคัดลอกคีย์ทำงาน เมื่อคุณได้รับคีย์ที่คัดลอกมาจากร้านฮาร์ดแวร์ในพื้นที่ของคุณ
เครื่องจะติดตามการเปลี่ยนแปลงของคีย์ดั้งเดิมในขณะที่ตัดแบบจำลองที่แน่นอนให้เป็นคีย์เปล่า สำเนาไม่ได้ทำพร้อมกัน แต่จะสืบจากปลายด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง คุณอาจคิดว่าตัวอย่างที่ตรวจสอบเป็นรหัสต้นฉบับ หน้าที่ของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด คือการใช้ลำแสงอิเล็กตรอนเพื่อติดตามวัตถุ โดยสร้างแบบจำลองที่แน่นอนของวัตถุดั้งเดิมบนจอภาพ
ดังนั้น แทนที่จะวาดโครงร่างเพียงมิติเดียวของคีย์กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ช่วยให้ผู้ชมเห็นภาพ 3 มิติที่มีชีวิตและหายใจได้มากขึ้น พร้อมด้วยการเซาะร่องและการแกะสลัก เมื่อลำแสงอิเล็กตรอนลากผ่านวัตถุ ลำแสงดังกล่าวจะทำปฏิกิริยากับพื้นผิวของวัตถุ ทำให้อิเล็กตรอนทุติยภูมิหลุดออกจากพื้นผิวของชิ้นงานในรูปแบบที่ไม่เหมือนใคร ตัวตรวจจับอิเล็กตรอนทุติยภูมิจะดึงดูดอิเล็กตรอนที่กระจัดกระจายเหล่านั้น
และบันทึกระดับความสว่างที่แตกต่างกันบนจอภาพ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับจำนวนของอิเล็กตรอนที่มาถึงเครื่องตรวจจับ เซนเซอร์เพิ่มเติมตรวจจับอิเล็กตรอนที่กระจายกลับ อิเล็กตรอนที่สะท้อนออกจากพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบ และรังสีเอกซ์ ที่ปล่อยออกมาจากใต้พื้นผิวของชิ้นงานทดสอบทีละจุด ทีละแถว ภาพของวัตถุต้นฉบับจะถูกสแกนไปยังจอภาพสำหรับการดูด้วยเหตุนี้ จึงเป็นส่วนสแกนของชื่อเครื่อง
แน่นอนว่ากระบวนการทั้งหมดนี้จะเกิดขึ้นไม่ได้หากกล้องจุลทรรศน์ไม่สามารถควบคุมการเคลื่อนที่ของลำแสงอิเล็กตรอนได้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ใช้ขดลวดสแกนซึ่งสร้างสนามแม่เหล็กโดยใช้แรงดันไฟฟ้าที่ผันผวน เพื่อจัดการกับลำแสงอิเล็กตรอน ขดลวดสแกนสามารถเคลื่อนลำแสงไปมาได้อย่างแม่นยำเหนือส่วนที่กำหนดของวัตถุ หากนักวิจัยต้องการเพิ่มกำลังขยายของภาพ
เขาหรือเธอเพียงแค่ตั้งค่าลำแสงอิเล็กตรอน เพื่อสแกนพื้นที่ขนาดเล็กของตัวอย่าง แม้ว่าจะเป็นเรื่องดีที่ได้ทราบว่า กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ทำงานอย่างไรในทางทฤษฎี แต่การดำเนินการนั้นดีกว่า การใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ก่อนที่นักวิจัยจะสามารถถ่ายภาพกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดแรกของยุงได้ พวกเขาต้องเตรียมตัวอย่างเสียก่อน
เนื่องจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด แตกต่างจากกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงตรงที่ทำงานในสุญญากาศและอาศัยสนามไฟฟ้าในการทำงาน การเตรียมตัวอย่างอาจเป็นกระบวนการที่ซับซ้อน นักวิจัยเริ่มต้นด้วยการทำความสะอาดฝุ่นหรือเศษต่างๆเมื่อทำความสะอาดแล้ว ก็พร้อมที่จะติดตั้งในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด หากชิ้นงานนำไฟฟ้าได้พอสมควร
มิฉะนั้น จะถูกเคลือบด้วยวัสดุนำไฟฟ้า เช่น ทองคำหรือแพลทินัมผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการเคลือบสปัตเตอร์ก่อนที่จะพร้อมสำหรับการรับชม การเคลือบสปัตเตอร์ช่วยให้ตัวอย่างได้รับการต่อสายดินป้องกันไม่ให้ลำแสงอิเล็กตรอนได้รับความเสียหาย เนื่องจากชิ้นงานที่ใส่ไว้ในกล้องจุลทรรศน์ยังต้องอยู่ภายใต้สภาวะสุญญากาศ บางครั้งจึงต้องมีการเตรียมตัวเพิ่มเติมเพื่อให้มั่นใจว่าจะอยู่ในสภาพที่รุนแรงเช่นนี้ได้
ตัวอย่างเช่น ในตัวอย่างทางชีวภาพ โดยทั่วไปจะถูกทำให้แห้งก่อนที่จะนำไปใส่ในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด มิฉะนั้น ความดันบรรยากาศต่ำของสุญญากาศ จะทำให้น้ำในตัวอย่างทางชีวภาพระเหยอย่างรวดเร็ว ทำลายตัวอย่างในกระบวนการ ตัวอย่างอื่นๆ จะถูกแช่แข็งก่อนที่จะทำการตรวจสอบ และตัวอย่างอื่นๆจะได้รับการบำบัดทางเคมี เพื่อให้พวกมันรอดจากกระบวนการขยายภาพ
นักวิจัยก็เหมือนกับช่างภาพสามารถควบคุมภาพที่พวกเขาสร้างขึ้นได้หลากหลาย การขยาย โฟกัส คอนทราสต์ และความสว่างของภาพทั้งหมดอยู่ที่ปลายนิ้วของผู้ดำเนินการกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ในขณะที่บางรุ่นมีฮาร์ดแวร์เฉพาะสำหรับการตั้งค่าเหล่านี้ การผสานรวมการควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ล่าสุดทำให้ต้นทุนของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ลดลงและทำให้การดำเนินงานง่ายขึ้น
สุดท้าย ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ปฏิบัติตามข้อควรระวังเพื่อความปลอดภัยเมื่อใช้งานเครื่องมือ ในกระบวนการสแกนชิ้นงานกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด จะสร้างรังสีระดับเล็กๆ ในรูปของรังสีเอกซ์ เนื่องจากอิเล็กตรอนที่อยู่ใต้พื้นผิวของชิ้นงานจะถูกขับออกและแทนที่ด้วยอิเล็กตรอนตัวอื่น แม้ว่ารังสีเอกซ์จะเป็นอันตรายต่อมนุษย์โดยเนื้อแท้ แต่คุณก็ไม่ควรกังวลมากเกินไปเกี่ยวกับการใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด
เครื่องมือส่วนใหญ่มีห้องเก็บตัวอย่างที่แยกออกจากกันสูง ซึ่งออกแบบมาเพื่อป้องกันการรบกวนทางไฟฟ้าและแม่เหล็ก ดังนั้นรังสีเอกซ์ใดๆที่เกิดขึ้นในกระบวนการขยายภาพ จึงไม่ควรเป็นภัยคุกคามต่อผู้ปฏิบัติงาน ถึงกระนั้น นักวิจัยควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ปฏิบัติตามข้อควรระวังด้านความปลอดภัย ที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ในสถาบันของตน
อ่านต่อได้ที่ : ปรสิต ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการป้องกันของโฮสต์ต่อการบุกรุกของปรสิต
