Transmissioelektronimikroskoopin toimintaperiaate ja sovellus
Transmissioelektronimikroskoopilla (lyhyesti TEM) voidaan nähdä alle {{0}},2 um hienoja rakenteita, joita ei voida nähdä selvästi optisen mikroskoopin alla. Näitä rakenteita kutsutaan ultrarakenteeksi tai ultrarakenteeksi. Näiden rakenteiden näkemiseksi selkeästi on tarpeen valita lyhyempi aallonpituus valonlähde mikroskoopin resoluution parantamiseksi. Ruska keksi Transmissioelektronimikroskoopin elektronisuihkulla valonlähteenä vuonna 1932. Elektronisäteen aallonpituus on paljon lyhyempi kuin näkyvän valon ja ultraviolettivalon, ja elektronisäteen aallonpituus on kääntäen verrannollinen jännitteen neliöjuureen emittoituneesta elektronisäteestä, eli mitä suurempi jännite, sitä lyhyempi aallonpituus. Tällä hetkellä TEM:n resoluutio voi olla 0,2 nm.
Transmissioelektronimikroskoopin toimintaperiaate on, että elektronipistoolin lähettämä elektronisäde kulkee kondensaattorin läpi peilin rungon optista akselia pitkin tyhjiökanavassa ja konvergoi sen sitten teräväksi, kirkkaaksi ja tasaiseksi valopisteeksi. lauhdutin, joka loistaa näytehuoneessa olevaan näytteeseen; Näytteen läpi kulkeva elektronisuihku kuljettaa rakenteellista tietoa näytteen sisällä, jolloin tiheiden alueiden läpi kulkee vähemmän elektroneja ja harvalukuisten alueiden läpi enemmän elektroneja; Tarkennuksen ja objektiivin ensisijaisen suurennuksen jälkeen elektronisäde menee välilinssiin ja alemman tason ensimmäiseen ja toiseen projektiopeiliin kattavaa suurennuskuvausta varten. Vahvistettu elektronikuva projisoidaan lopuksi fluoresoivalle näyttölevylle havaintohuoneessa; Fluoresoiva näyttö muuntaa elektroniset kuvat näkyvän valon kuviksi käyttäjien tarkkailtaviksi. Tässä osiossa esitellään kunkin järjestelmän päärakenteet ja periaatteet erikseen.
Transmissioelektronimikroskoopin kuvantamisperiaate
Transmissioelektronimikroskoopin kuvantamisperiaate voidaan jakaa kolmeen tapaukseen:
1. Absorptiokuva: Kun elektroneja emittoidaan näytteille, joilla on suuri massa ja tiheys, pääfaasimuodostus on sirontaa. Näytteen alueilla, joilla on suuri massa ja paksuus, on suurempi elektronien sirontakulma, vähemmän elektroneja kulkee läpi ja kuvan kirkkaus on tummempi. Varhainen Transmissioelektronimikroskooppi perustui tähän periaatteeseen.
2. Diffraktiokuva: sen jälkeen kun elektronisuihku on taivutettu näytteestä, diffraktioituneen aallon amplitudijakauma näytteen eri kohdissa vastaa näytteessä olevan kiteen kunkin osan erilaista diffraktiokykyä. Kun kristallografinen vika ilmenee, vikaosan diffraktiokyky poikkeaa koko alueesta, joten taipuneen aallon amplitudijakauma on epätasainen, mikä kuvastaa kristallografisen vian jakautumista.
3. Vaihekuva: Kun näyte on ohuempi kuin 100 Å, elektronit voivat kulkea näytteen läpi ja aallon amplitudin muutos voidaan jättää huomiotta. Kuvaus tulee vaiheen muutoksesta.
Transmissioelektronimikroskoopin käyttö
Transmissioelektronimikroskooppia käytetään laajasti materiaalitieteessä ja biologiassa. Koska elektronit ovat herkkiä sironnan tai absorption kohteille, tunkeutumisvoima on pieni ja näytteen tiheys, paksuus ja muut tekijät voivat vaikuttaa lopulliseen kuvanlaatuun. Siksi on tarpeen valmistaa ohuempia erittäin ohuita viipaleita, yleensä 50-100nm. Siksi transmissioelektronimikroskoopilla havaitut näytteet on käsiteltävä hyvin ohuina. Yleisesti käytettyjä menetelmiä ovat: ultraohut leikkausmenetelmä, jäädytetty ultraohutleikkausmenetelmä, jäädytetty etsausmenetelmä, jäämurtomenetelmä jne. Nestemäisten näytteiden osalta se yleensä havaitaan ripustamalla esikäsiteltyä kuparilankaverkkoa.
