電子顕微鏡

電子顕微鏡は、光ではなく、波長の短い電子を用いることによって、原理的に分解能の限界を打ち破った顕微鏡です。
大きく透過型電子顕微鏡(TEM)と走査型電子顕微鏡(SEM)に分けられますが、全く別のものです。

透過型電子顕微鏡
最初に発明されたのは電子顕微鏡です。光の代わりに電子線を使い、電子線を電磁石で曲げる電子レンズを使うこの電子顕微鏡は、光学顕微鏡とよく似ている。人間の目で、電子線を直接みることはでいないので、蛍光塗料を塗った面(蛍光版)に像を写して、それを観察する。
試料を電子線が通るために、1万分の1mm程度にスライスする必要があり、ミクロトームとよばれる専用の装置ができるまでは、金属などの観察が主であった。また、より濃淡をはっきりさせる為に重金属で試料を染色することもある。
結晶では回折が生じ、そのパターンによって結晶構造、結晶方位や、原子レベルでの組織構造の解明に大きく寄与した。

走査型電子顕微鏡
走査型電子顕微鏡は、非常に細く絞った電子線で試料表面を走査します。試料表面で発生する電子を検出器に集めて、その強弱で画像を構築して観察します。光学顕微鏡にならえば、透過型に対して反射型とも言えるでしょう。(照明に関して)
拡大は、電子レンズの効果によるのでなく、非常に小さな領域の走査が、出来上がる画像になることで、行われます。例えば、0.1mm角の領域を走査して、10cmの画像になれば千倍ということになります。
当初は、電子があたって放出される二次電子を検出していましたが、そのまま反射する反射電子やX線の検出も行われ、分析もおこなえるようにありました。
電子線(ビーム)を探針(プローブ)と捉えると、走査プローブ型顕微鏡の一種とも考えられます。また、非線形光学顕微鏡の元になったとも言えるでしょう。