A transzmissziós elektronmikroszkópia működési elve és alkalmazása
A transzmissziós elektronmikroszkóppal (röviden TEM) {{0}},2 um-nál kisebb finom struktúrák láthatók, amelyek nem láthatók tisztán az optikai mikroszkóp alatt. Ezeket a struktúrákat ultrastruktúrának vagy ultrastruktúrának nevezzük. Ahhoz, hogy ezeket a struktúrákat tisztán lássuk, rövidebb hullámhosszú fényforrást kell választani a mikroszkóp felbontásának javítása érdekében. Ruska 1932-ben találta fel a transzmissziós elektronmikroszkópiát, amelyben az elektronsugár volt a fényforrás. Az elektronsugár hullámhossza sokkal rövidebb, mint a látható fény és az ultraibolya fény, és az elektronsugár hullámhossza fordítottan arányos a feszültség négyzetgyökével. a kibocsátott elektronsugár, vagyis minél nagyobb a feszültség, annál rövidebb a hullámhossz. Jelenleg a TEM felbontása elérheti a 0,2 nm-t.
A transzmissziós elektronmikroszkópia működési elve, hogy az elektronágyú által kibocsátott elektronsugár áthalad a kondenzátoron a tükörtest optikai tengelye mentén a vákuumcsatornában, majd a vákuumcsatornán keresztül éles, világos és egyenletes fényfolttá konvergálja. kondenzátor, amely rávilágít a mintára a mintahelyiségben; A mintán áthaladó elektronsugár a szerkezeti információkat a mintán belül hordozza, a sűrű területeken kevesebb elektron, a ritka területeken pedig több elektron halad át; A fókuszálás és az objektívlencse elsődleges nagyítása után az elektronsugár bejut a köztes lencsébe, valamint az alsó szint első és második vetítőtükörébe az átfogó nagyítású képalkotás érdekében. A felerősített elektronképet végül a megfigyelő helyiségben lévő fluoreszcens képernyőlemezre vetítik; A fluoreszkáló képernyő az elektronikus képeket látható fényű képekké alakítja, amelyeket a felhasználók megfigyelhetnek. Ez a rész külön-külön bemutatja az egyes rendszerek főbb felépítését és alapelveit.
A transzmissziós elektronmikroszkópia képalkotási elve
A transzmissziós elektronmikroszkópia képalkotási elve három esetre osztható:
1. Abszorpciós kép: Ha nagy tömegű és sűrűségű mintákra elektronokat bocsátanak ki, a fő fázisképződés szóródás. A mintán lévő nagy tömegű és vastagságú területeken nagyobb az elektronok szórási szöge, kevesebb elektron halad át, és a kép fényereje is sötétebb. A korai transzmissziós elektronmikroszkópia ezen az elven alapult.
2. Diffrakciós kép: miután az elektronnyalábot a minta elhajlítja, a minta különböző helyein a diffrakciós hullám amplitúdó-eloszlása megfelel a mintában lévő kristály egyes részeinek eltérő diffrakciós képességének. A krisztallográfiai hiba megjelenésekor a hibarész diffrakciós képessége eltér a teljes területétől, így a diffrakciós hullám amplitúdó-eloszlása egyenetlen, ami tükrözi a krisztallográfiai hiba eloszlását.
3. Fáziskép: Ha a minta vékonyabb, mint 100 Å, az elektronok áthaladhatnak a mintán, és a hullám amplitúdóváltozása figyelmen kívül hagyható. A képalkotás a fázisváltásból származik.
Transzmissziós elektronmikroszkópia alkalmazása
A transzmissziós elektronmikroszkópiát széles körben használják az anyagtudományban és a biológiában. Az elektronok tárgyak általi szórásra vagy abszorpcióra való érzékenysége miatt a behatoló erő kicsi, és a minta sűrűsége, vastagsága és egyéb tényezők befolyásolhatják a végső képminőséget. Ezért vékonyabb ultravékony szeleteket kell készíteni, általában 50-100nm. Ezért a transzmissziós elektronmikroszkóppal megfigyelt mintákat nagyon vékonyra kell kezelni. Az általánosan használt módszerek a következők: ultravékony metszet, fagyasztott ultravékony metszés, fagyasztott maratási módszer, fagyasztott törés módszer, stb. Folyékony minták esetében általában előkezelt réz drótháló felakasztásával figyelik meg.
