Transmissioelektronimikroskoopin toimintaperiaate
Transmissioelektronimikroskoopilla (lyhyesti Transmission Electron Microscope, TEM) voidaan nähdä mikrorakenteet, jotka ovat pienempiä kuin {{0}}.2um, joita ei voida nähdä selvästi optisen mikroskoopin alla. Näitä rakenteita kutsutaan submikrorakenteiksi tai ultrarakenteiksi. Jotta nämä rakenteet näkevät selkeästi, on valittava lyhyemmän aallonpituuden omaava valonlähde mikroskoopin resoluution lisäämiseksi. Vuonna 1932 Ruska keksi transmissioelektronimikroskoopin, jonka valonlähteenä oli elektronisuihku. Elektronisäteen aallonpituus on paljon lyhyempi kuin näkyvän valon ja ultraviolettivalon aallonpituus, ja elektronisäteen aallonpituus on kääntäen verrannollinen emittoidun elektronisäteen jännitteen neliöjuureen, eli mitä suurempi jännite on. mitä lyhyempi aallonpituus. Tällä hetkellä TEM:n resoluutio voi olla 0,2 nm.
Transmissioelektronimikroskoopin toimintaperiaate on, että elektronipistoolin lähettämä elektronisäde kulkee kondensaattorin läpi tyhjiökanavassa olevan peilin rungon optista akselia pitkin ja kondensaattori tiivistää teräväksi, kirkkaaksi ja tasaiseksi valopisteeksi. , ja valaisee näytekammiossa olevan näytteen. Päällä; näytteen läpi kulkenut elektronisuihku kuljettaa rakenteellista tietoa näytteen sisällä, näytteen tiheän osan läpi kulkevien elektronien määrä on pieni ja harvan osan läpi kulkevien elektronien määrä on suurempi; objektiivin tarkennuksen ja primäärisuurennuksen jälkeen elektronisäde Alempaan vaiheeseen menevä välilinssi sekä ensimmäinen ja toinen projektiopeili tekevät kattavan suurennuskuvauksen ja lopuksi suurennettu elektroninen kuva projisoidaan havaintohuoneen fluoresoivalle näytölle. ; fluoresoiva näyttö muuntaa elektronisen kuvan näkyvän valon kuvaksi käyttäjien tarkkailtavaksi. Tässä osassa esitellään kunkin järjestelmän päärakenne ja periaate.
Transmissioelektronimikroskoopin kuvantamisen periaatteet
Transmissioelektronimikroskoopin kuvausperiaate voidaan jakaa kolmeen tilanteeseen:
1. Absorptiokuva: Kun elektronit osuvat näytteeseen, jonka massa ja tiheys on suuri, pääasiallinen faasia muodostava vaikutus on sironta. Kun näytteen massa ja paksuus ovat suurempia, elektronien sirontakulma on suurempi ja elektroneja kulkee vähemmän ja kuvan kirkkaus on tummempi. Varhaiset transmissioelektronimikroskoopit perustuivat tähän periaatteeseen.
2. Diffraktiokuva: Sen jälkeen kun elektronisuihku on diffraktioitu näytteen vaikutuksesta, diffraktioituneen aallon amplitudijakauma näytteen eri kohdissa vastaa näytteessä olevan kiteen kunkin osan erilaista diffraktiotehoa. Taittuneiden aaltojen amplitudijakauma ei ole tasainen, mikä heijastaa kidevikojen jakautumista.
3. Vaihekuva: Kun näyte on ohuempi kuin 100Å, elektronit voivat kulkea näytteen läpi ja aallon amplitudin muutos voidaan jättää huomiotta, ja kuvantaminen tulee vaiheen muutoksesta.
Transmissioelektronimikroskoopin käyttötarkoitukset
Transmissioelektronimikroskooppia käytetään laajalti materiaalitieteessä ja biologiassa. Koska esineet siroavat tai absorboivat elektronit helposti, läpäisy on alhainen ja näytteen tiheys ja paksuus vaikuttavat lopulliseen kuvanlaatuun. Ohuemmat ultraohuet osat on valmisteltava, yleensä 50-100 nm. Siksi transmissioelektronimikroskoopilla tarkkailtava näyte on käsiteltävä hyvin ohuesti. Yleisesti käytettyjä menetelmiä ovat: ultraohut leikkaus, jäädytetty ultraohut leikkaus, jäädytysetsaus, jäämurtuma ja niin edelleen. Nestemäisten näytteiden tapauksessa se havaitaan yleensä ripustamalla esikäsitellyn kupariristikon päälle.
