1. Lunghezza d'onda del raggio di elettroni:
- Il limite fondamentale è la lunghezza d'onda del raggio di elettroni. Secondo l'ipotesi di De Broglie, gli elettroni mostrano un comportamento ondulato e la loro lunghezza d'onda è inversamente proporzionale al loro slancio. Pertanto, gli elettroni di energia più elevati hanno lunghezze d'onda più brevi.
- Più corta è la lunghezza d'onda, maggiore è la risoluzione.
-I microscopi elettronici funzionano con elettroni accelerati a energie molto elevate (in genere 100-400 keV), con conseguenti lunghezze d'onda nell'intervallo Angstrom (0,01-0,05 nm). Ciò consente una risoluzione molto più elevata rispetto ai microscopi ottici.
2. Aberrazione sferica:
- Le lenti elettroniche, a differenza delle lenti in vetro, soffrono di una significativa aberrazione sferica. Ciò significa che gli elettroni che attraversano diverse parti dell'obiettivo sono focalizzati in punti diversi, offuscando l'immagine.
- Questa aberrazione è inevitabile ma può essere ridotta al minimo utilizzando progetti di lenti specializzati e tecniche di correzione.
3. Aberrazione cromatica:
- Simile all'aberrazione sferica, l'aberrazione cromatica deriva dal fatto che elettroni di diverse energie sono focalizzati in punti diversi dalla lente.
- Questa aberrazione può essere ridotta al minimo usando monocromatici per filtrare elettroni con energie diverse.
4. Diffrazione:
- Anche con una lente perfetta, la diffrazione limita la risoluzione.
- Quando il raggio di elettroni interagisce con il campione, si diffonde, diffondendo e sfocando l'immagine.
- Questo effetto diventa più significativo per le caratteristiche più piccole ed è una limitazione fondamentale nella microscopia elettronica.
5. Preparazione del campione:
- La qualità della preparazione del campione può influenzare significativamente la risoluzione.
- I campioni devono essere estremamente sottili, conduttivi e stabili in condizioni di vuoto elevate. La scarsa preparazione può introdurre artefatti e distorcere l'immagine.
6. Danni del raggio:
- Il fascio di elettroni ad alta energia può danneggiare il campione, in particolare per materiali delicati.
- Questo danno può alterare la struttura e la composizione del campione, limitando la risoluzione raggiungibile.
7. Rumore:
- Il rumore dal rilevatore di elettroni e altre fonti può degradare la qualità dell'immagine e limitare la risoluzione.
In sintesi: La potenza di risoluzione di un microscopio elettronico è limitata da una combinazione di fattori, tra cui la lunghezza d'onda del raggio di elettroni, le aberrazioni delle lenti, la diffrazione, la preparazione del campione, il danno del raggio e il rumore. Mentre la microscopia elettronica offre una risoluzione significativamente più elevata rispetto alla microscopia ottica, è fondamentale comprendere queste limitazioni per ottenere immagini significative e accurate.
