Ξεκινώντας με την Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Μετάδοσης
Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης (TEM για συντομία), μπορεί να δει στο οπτικό μικροσκόπιο δεν μπορεί να δει καθαρά σε λιγότερο από 0.2 um μικροδομή, αυτές οι δομές ονομάζονται υπομικροσκοπική δομή ή υπερμικροδομή. Για να δείτε αυτές τις δομές καθαρά, είναι απαραίτητο να επιλέξετε μια πηγή φωτός μικρότερου μήκους κύματος για να βελτιώσετε την ανάλυση του μικροσκοπίου.
Εισαγωγή
Η αρχή απεικόνισης του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου και του οπτικού μικροσκοπίου είναι βασικά η ίδια, η διαφορά είναι ότι το πρώτο χρησιμοποιεί μια δέσμη ηλεκτρονίων ως πηγή φωτός και ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο ως φακό. Επιπλέον, λόγω της ασθενούς διείσδυσης της δέσμης ηλεκτρονίων, έτσι το δείγμα που χρησιμοποιείται για την ηλεκτρονική μικροσκοπία πρέπει να κατασκευαστεί σε μια εξαιρετικά λεπτή τομή με πάχος περίπου 50 nm. Τέτοιες φέτες πρέπει να γίνονται με υπερμικρότομο. Μεγέθυνση ηλεκτρονικού μικροσκοπίου έως σχεδόν ένα εκατομμύριο φορές, από το σύστημα φωτισμού, σύστημα απεικόνισης, σύστημα κενού, σύστημα εγγραφής, σύστημα τροφοδοσίας αποτελείται από πέντε μέρη, εάν υποδιαιρείται: το κύριο μέρος του φακού ηλεκτρονίων και το σύστημα εγγραφής απεικόνισης, τοποθετημένο σε κενό από το όπλο ηλεκτρονίων, τον καθρέφτη συμπύκνωσης, τον θάλαμο αντικειμένου, τον αντικειμενικό φακό, τον καθρέφτη περιθλάσεως, τον ενδιάμεσο καθρέφτη, τον καθρέφτη προβολής, την οθόνη φθορισμού και την κάμερα.
Ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο είναι ένα μικροσκόπιο που χρησιμοποιεί ηλεκτρόνια για να απεικονίσει το εσωτερικό ή την επιφάνεια ενός αντικειμένου. Το μήκος κύματος των ηλεκτρονίων υψηλής ταχύτητας είναι μικρότερο από αυτό του ορατού φωτός (δυαδικότητα κύματος-σωματιδίου) και η ανάλυση ενός μικροσκοπίου περιορίζεται από το μήκος κύματος που χρησιμοποιεί, επομένως η θεωρητική ανάλυση ενός ηλεκτρονικού μικροσκοπίου (περίπου 0 .1 νανόμετρα) είναι πολύ υψηλότερο από αυτό ενός οπτικού μικροσκοπίου (περίπου 200 νανόμετρα).
Ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης (Transmissionelectronmicroscope, συντομογραφία TEM) ή ηλεκτρονιακό μικροσκόπιο μετάδοσης για συντομία [1], προβάλλει μια επιταχυνόμενη και συσσωματωμένη δέσμη ηλεκτρονίων σε ένα πολύ λεπτό δείγμα, όπου τα ηλεκτρόνια αλλάζουν κατεύθυνση συγκρουόμενοι με άτομα του δείγματος, με αποτέλεσμα στερική γωνία σκέδασης. Το μέγεθος της γωνίας σκέδασης σχετίζεται με την πυκνότητα και το πάχος του δείγματος, έτσι ώστε να μπορούν να σχηματιστούν διαφορετικές φωτεινές και σκοτεινές εικόνες και οι εικόνες θα εμφανίζονται σε συσκευές απεικόνισης (π.χ. οθόνες φωσφόρου, φιλμ και φωτοσύζευξη) μετά μεγέθυνση και εστίαση.
Λόγω του πολύ μικρού μήκους κύματος των ηλεκτρονίων De Broglie, η ανάλυση της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας μετάδοσης είναι πολύ υψηλότερη από αυτή της οπτικής μικροσκοπίας, φθάνοντας τα {{0}}.1 έως 0,2 nm, με μεγέθυνση δεκάδων χιλιάδων έως εκατομμύρια φορές. Ως αποτέλεσμα, η χρήση ενός ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρατήρηση της λεπτής δομής ενός δείγματος, ή ακόμα και της δομής μιας μόνο σειράς ατόμων, δεκάδες χιλιάδες φορές μικρότερη από τη μικρότερη δομή που μπορεί να παρατηρηθεί με ένα οπτικό μικροσκόπιο. Το TEM είναι μια σημαντική αναλυτική μέθοδος σε πολλούς τομείς της επιστήμης που σχετίζονται με την ουδέτερη φυσική και βιολογία, όπως η έρευνα για τον καρκίνο, η ιολογία, η επιστήμη των υλικών, καθώς και η νανοτεχνολογία, η έρευνα για ημιαγωγούς κ.λπ.
Σε χαμηλότερες μεγεθύνσεις, η αντίθεση της απεικόνισης TEM οφείλεται κυρίως στα διαφορετικά πάχη και τις συνθέσεις των υλικών με αποτέλεσμα διαφορετική απορρόφηση ηλεκτρονίων. Όταν η μεγέθυνση είναι υψηλή, τα πολύπλοκα φαινόμενα διακύμανσης προκαλούν διαφορές στη φωτεινότητα της εικόνας και επομένως απαιτείται τεχνογνωσία για την ανάλυση της εικόνας που προκύπτει. Χρησιμοποιώντας τους διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας του TEM, είναι δυνατό να αναλυθεί το δείγμα από τις χημικές του ιδιότητες, τον προσανατολισμό των κρυστάλλων, την ηλεκτρονική δομή, την ηλεκτρονική μετατόπιση φάσης που προκαλείται από το δείγμα και τη συνήθη ηλεκτρονική απορρόφηση στο δείγμα.
καθώς και η συνήθης απορρόφηση ηλεκτρονίων στο δείγμα.
Το πρώτο TEM αναπτύχθηκε από τους Max Knorr και Ernst Ruska το 1931, αυτή η ερευνητική ομάδα ανέπτυξε το πρώτο TEM με ανάλυση μεγαλύτερη από αυτή του ορατού φωτός το 1933, ενώ το πρώτο εμπορικό TEM αναπτύχθηκε το 1939.
