Η αρχή λειτουργίας του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης
Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης (Transmission Electron Microscope, TEM για συντομία) μπορεί να δει τις μικροδομές μικρότερες από {{0}}.2um που δεν μπορούν να φανούν καθαρά κάτω από το οπτικό μικροσκόπιο. Αυτές οι δομές ονομάζονται υπομικροδομές ή υπερδομές. Για να δείτε αυτές τις δομές καθαρά, πρέπει να επιλεγεί μια πηγή φωτός με μικρότερο μήκος κύματος για να αυξηθεί η ανάλυση του μικροσκοπίου. Το 1932, ο Ruska εφηύρε ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης με μια δέσμη ηλεκτρονίων ως πηγή φωτός. Το μήκος κύματος της δέσμης ηλεκτρονίων είναι πολύ μικρότερο από αυτό του ορατού φωτός και του υπεριώδους φωτός και το μήκος κύματος της δέσμης ηλεκτρονίων είναι αντιστρόφως ανάλογο με την τετραγωνική ρίζα της τάσης της εκπεμπόμενης δέσμης ηλεκτρονίων, δηλαδή όσο υψηλότερη είναι η τάση. τόσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος. Προς το παρόν, η ανάλυση του TEM μπορεί να φτάσει τα 0,2 nm.
Η αρχή λειτουργίας του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης είναι ότι η δέσμη ηλεκτρονίων που εκπέμπεται από το πιστόλι ηλεκτρονίων διέρχεται μέσω του συμπυκνωτή κατά μήκος του οπτικού άξονα του σώματος του καθρέφτη στο κανάλι κενού και συμπυκνώνεται σε ένα αιχμηρό, φωτεινό και ομοιόμορφο σημείο φωτός από τον συμπυκνωτή. , και φωτίζει το δείγμα στο θάλαμο δειγμάτων. Επί; η δέσμη ηλεκτρονίων αφού περάσει μέσα από το δείγμα μεταφέρει τις δομικές πληροφορίες μέσα στο δείγμα, η ποσότητα ηλεκτρονίων που διέρχεται από το πυκνό τμήμα του δείγματος είναι μικρή και η ποσότητα ηλεκτρονίων που διέρχεται από το αραιό τμήμα είναι μεγαλύτερη. μετά την εστίαση και την κύρια μεγέθυνση του αντικειμενικού φακού, η δέσμη ηλεκτρονίων Ο ενδιάμεσος φακός που εισέρχεται στο κατώτερο στάδιο και ο πρώτος και ο δεύτερος καθρέφτης προβολής πραγματοποιούν ολοκληρωμένη μεγέθυνση και τέλος η μεγεθυμένη ηλεκτρονική εικόνα προβάλλεται στην οθόνη φθορισμού στην αίθουσα παρατήρησης ; η φθορίζουσα οθόνη μετατρέπει την ηλεκτρονική εικόνα σε εικόνα ορατού φωτός για να την παρατηρήσουν οι χρήστες. Αυτή η ενότητα θα εισαγάγει την κύρια δομή και αρχή κάθε συστήματος αντίστοιχα.
Αρχές απεικόνισης με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης
Η αρχή απεικόνισης του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης μπορεί να χωριστεί σε τρεις καταστάσεις:
1. Εικόνα απορρόφησης: Όταν τα ηλεκτρόνια χτυπούν ένα δείγμα με υψηλή μάζα και πυκνότητα, το κύριο φαινόμενο σχηματισμού φάσης είναι η σκέδαση. Όπου η μάζα και το πάχος του δείγματος είναι μεγαλύτερα, η γωνία σκέδασης των ηλεκτρονίων είναι μεγαλύτερη και λιγότερα ηλεκτρόνια διέρχονται και η φωτεινότητα της εικόνας είναι πιο σκοτεινή. Σε αυτή την αρχή βασίστηκαν τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια πρώιμης μετάδοσης.
2. Εικόνα περίθλασης: Μετά τη διάθλαση της δέσμης ηλεκτρονίων από το δείγμα, η κατανομή του πλάτους του κύματος περίθλασης σε διαφορετικές θέσεις του δείγματος αντιστοιχεί στη διαφορετική ισχύ περίθλασης κάθε μέρους του κρυστάλλου στο δείγμα. Η κατανομή του πλάτους των περιθλαμένων κυμάτων δεν είναι ομοιόμορφη, αντανακλώντας την κατανομή των κρυσταλλικών ελαττωμάτων.
3. Εικόνα φάσης: Όταν το δείγμα είναι λεπτότερο από 100 Α, τα ηλεκτρόνια μπορούν να περάσουν μέσα από το δείγμα και η αλλαγή του πλάτους του κύματος μπορεί να αγνοηθεί και η απεικόνιση προέρχεται από την αλλαγή φάσης.
Χρήσεις της Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Μετάδοσης
Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης χρησιμοποιείται ευρέως στην επιστήμη και τη βιολογία των υλικών. Δεδομένου ότι τα ηλεκτρόνια διασκορπίζονται ή απορροφώνται εύκολα από αντικείμενα, η διείσδυση είναι χαμηλή και η πυκνότητα και το πάχος του δείγματος θα επηρεάσουν την τελική ποιότητα απεικόνισης. Πρέπει να προετοιμαστούν λεπτότερα εξαιρετικά λεπτά τμήματα, συνήθως 50-100 nm. Επομένως, το δείγμα για παρατήρηση με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης πρέπει να υποβληθεί σε πολύ λεπτή επεξεργασία. Οι συνήθεις μέθοδοι που χρησιμοποιούνται είναι: εξαιρετικά λεπτή τομή, κατεψυγμένη εξαιρετικά λεπτή τομή, ψύξη-εγχάραξη, κατάψυξη-θραύση και ούτω καθεξής. Για υγρά δείγματα, συνήθως παρατηρείται αναρτώντας σε προεπεξεργασμένο χάλκινο πλέγμα.
