Elektronimikroskooppi on eräänlainen mikroskooppi, joka käyttää elektroneja fotonien sijasta – kuten perinteinen valomikroskooppi tekee – kuvantamiseen. Koska elektronien aallonpituus on paljon pienempi kuin fotonien, ne tarjoavat paljon suuremman suurennuksen. Elektronit ovat pieniä “satelliitteja”, jotka kiertävät atomin ydintä ja kuljettavat sähkövarausta – nämä hiukkaset ovat niin pieniä, että fysiikassa ne mallinnetaan usein pisteiksi. Silti valoaallot ovat paljon suurempia, ja niiden aallonpituus on noin 500 nanometriä esimerkiksi vihreälle värille.
Parhaat optiset mikroskoopit tarjoavat vain noin 2000 -kertaisen suurennoksen näytteestä, kun taas jotkin elektronimikroskoopit voivat suurentaa näytteen 50 miljoonalla kertaa; sitä vastoin 2 miljoonaa kertaa on tyypillisempää. Tämä toimii noin 0.1 nanometrin tarkkuusrajalla, mikä mahdollistaa yksittäisten atomien havaitsemisen pinnalla. Tämä mikroskooppi keksittiin vuonna 1931, jolloin Ernst Ruska ja Max Knoll rakensivat ensimmäisen toimivan prototyypin. Ruska sai lopulta fysiikan Nobelin palkinnon (1986) saavutuksestaan.
Tätä mikroskooppia on neljä tyyppiä, joista kaksi ensimmäistä ovat yleisimpiä: lähetyselektronimikroskooppi (TEM), pyyhkäisyelektronimikroskooppi (SEM), heijastuselektronimikroskooppi (REM) ja skannaava lähetyselektronimikroskooppi (STEM).
TEM on elektronimikroskooppi sellaisena kuin se alun perin keksittiin. Käyttämällä elektronille puoliläpinäkyvää näytettä elektronisuihku laukaistaan suoraan näytteen läpi. Toisella puolella oleva vastaanotin mittaa elektronien tiheyden kussakin yksittäisessä kohdassa ja kokoaa ne harmaasävyiseksi kuvaksi. Tämä on näytekuva.
SEM: llä on hieman pienempi resoluutio kuin TEM: llä, mutta se on silti suosituin tyyppi. Kuten nimestä voi päätellä, tämä mikroskooppi skannaa elektronisäteen näytteen poikki. Sen sijaan, että analysoitaisiin alkuperäistä sädettä saadakseen tietoa näytteen rakenteesta, anturit poimivat sekundaarielektroneja, jotka vapautuvat näytteen pinnalta virittämällä ensisijaista sädettä. Tämä uhraa jonkin resoluution näytteen 3D -kuvasta. Tämä on enemmän kuin kaupanteon arvoista ..
Useimmat skannaavat elektronimikroskoopit ovat erittäin kalliita ostaa ja ylläpitää. Ne tarvitsevat vakaan suurjännitelähteen, alipainepumpun ja jäähdytyspatterit. Näytteet on valmisteltava yleensä päällystämällä ne ohuella kerroksella johtavaa materiaalia, kuten kultaa.