Lyhyt esittely transmissioelektronimikroskoopista
lyhyt johdanto
Elektronimikroskoopin ja optisen mikroskoopin kuvausperiaate on pohjimmiltaan sama, mutta erona on, että edellinen käyttää elektronisuihkua valonlähteenä ja sähkömagneettista kenttää linssinä. Lisäksi, koska elektronisäteen tunkeutuminen on erittäin heikkoa, elektronimikroskoopissa käytettävästä näytteestä on tehtävä ultraohuita osia, joiden paksuus on noin 50 nm. Tällainen viipale on tehtävä ultramikrotomilla. Elektronimikroskoopin suurennus voi olla jopa lähes miljoona kertaa, ja se koostuu viidestä osasta: valaistusjärjestelmä, kuvantamisjärjestelmä, tyhjiöjärjestelmä, tallennusjärjestelmä ja virtalähdejärjestelmä. Jaettuna pääosat ovat elektroninen linssi ja kuvantamisjärjestelmä, jotka koostuvat elektronipistoolista, lauhduttimesta, näytehuoneesta, objektiivilinssistä, diffraktiopeilistä, välipeilistä, projektiopeilistä, fluoresoivasta näytöstä ja kamerasta, joka on sijoitettu tyhjiöön.
Elektronimikroskooppi on mikroskooppi, joka käyttää elektroneja esittelemään esineen sisäpuolta tai pintaa. Nopeiden elektronien aallonpituus on lyhyempi kuin näkyvän valon (aalto-partikkeli-kaksoisisuus), ja mikroskoopin resoluutiota rajoittaa käytetty aallonpituus, joten elektronimikroskoopin teoreettinen resoluutio (noin 0,1 nm) ) on paljon korkeampi kuin optisen mikroskoopin (noin 200 nm).
Transmissioelektronimikroskooppi (TEM), jota kutsutaan transmissioelektronimikroskoopiksi [1], projisoi kiihdytetyn ja väkevöidyn elektronisuihkun erittäin ohuelle näytteelle, ja elektronit törmäävät näytteessä olevien atomien kanssa muuttaakseen suuntaa, jolloin syntyy kiinteää kulmasirontaa. Sirontakulma liittyy näytteen tiheyteen ja paksuuteen, joten voidaan muodostaa eri kirkkaus kuvia ja kuvat näkyvät kuvantamislaitteissa (kuten fluoresoivat näytöt, kalvot ja valoherkät kytkentäkomponentit) vahvistuksen ja tarkennuksen jälkeen.
Koska elektronien de Broglien aallonpituus on hyvin lyhyt, transmissioelektronimikroskoopin resoluutio on paljon korkeampi kuin optisen mikroskoopin, joka voi saavuttaa {{0}},1 ~ 0,2 nm ja suurennus on kymmeniä tuhansia ~ miljoonia kertoja. Siksi transmissioelektronimikroskoopilla voidaan tarkkailla näytteen hienorakennetta, jopa vain yhden atomipylvään rakennetta, joka on kymmeniä tuhansia kertoja pienempi kuin pienin optisella mikroskoopilla havaittava rakenne. TEM on tärkeä analyyttinen menetelmä monilla fysiikkaan ja biologiaan liittyvillä tieteenaloilla, kuten syöpätutkimuksessa, virologiassa, materiaalitieteessä, nanoteknologiassa, puolijohdetutkimuksessa ja niin edelleen.
Kun suurennus on alhainen, TEM-kuvauksen kontrasti johtuu pääasiassa materiaalien erilaisesta paksuudesta ja koostumuksesta johtuvasta elektronien erilaisesta absorptiosta. Kuitenkin, kun suurennus on suuri, monimutkainen heilahtelu aiheuttaa kuvan erilaisen kirkkauden, joten saadun kuvan analysointiin tarvitaan ammattitaitoa. Erilaisia TEM-tiloja käyttämällä näytteet voidaan kuvata kemiallisilla ominaisuuksilla, kiteen orientaatiolla, elektronirakenteella, näytteiden aiheuttamalla elektronin vaihesiirrolla ja tavanomaisella elektronien absorptiolla.
