Короткий вступ до трансмісійного електронного мікроскопа
Короткий введення
Принцип формування зображення електронного мікроскопа та оптичного мікроскопа в основному однаковий, але різниця полягає в тому, що перший використовує електронний промінь як джерело світла та електромагнітне поле як лінзу. Крім того, оскільки проникнення електронного променя дуже слабке, зразок, який використовується для електронного мікроскопа, повинен бути виготовлений на надтонкі зрізи товщиною близько 50 нм. Такий зріз необхідно робити за допомогою ультрамікротома. Збільшення електронного мікроскопа може досягати майже мільйона разів, і він складається з п’яти частин: системи освітлення, системи зображення, вакуумної системи, системи запису та системи живлення. Основними частинами, якщо їх поділити, є електронні лінзи та система запису зображень, які складаються з електронної гармати, конденсора, кімнати для зразків, об’єктива, дифракційного дзеркала, проміжного дзеркала, проекційного дзеркала, флуоресцентного екрана та камери, розміщеної у вакуумі.
Електронний мікроскоп — це мікроскоп, який використовує електрони, щоб показати внутрішню частину або поверхню об’єкта. Довжина хвилі високошвидкісних електронів коротша за хвилю видимого світла (корпускулярно-хвильовий дуалізм), а роздільна здатність мікроскопа обмежена використовуваною довжиною хвилі, тому теоретична роздільна здатність електронного мікроскопа (близько 0.1 нм) ) значно вище, ніж у оптичного мікроскопа (близько 200 нм).
Трансмісійний електронний мікроскоп (ТЕМ), відомий як трансмісійний електронний мікроскоп [1], проектує прискорений і концентрований електронний промінь на дуже тонкий зразок, і електрони стикаються з атомами в зразку, щоб змінити напрямок, таким чином створюючи тверде кутове розсіювання. Кут розсіювання пов’язаний із щільністю та товщиною зразка, тому можуть формуватися зображення з різною яскравістю, які після посилення та фокусування відображатимуться на пристроях обробки зображень (таких як флуоресцентні екрани, плівки та фоточутливі компоненти зв’язку).
Оскільки довжина хвилі де Бройля електронів дуже коротка, роздільна здатність просвічуючого електронного мікроскопа набагато вища, ніж оптичного мікроскопа, який може досягати {{0}}.1 ~ 0,2 нм, а збільшення становить десятки тисяч ~ мільйони разів. Тому трансмісійний електронний мікроскоп можна використовувати для спостереження тонкої структури зразка, навіть структури лише одного стовпчика атомів, яка в десятки тисяч разів менша за найменшу структуру, яку можна спостерігати за допомогою оптичного мікроскопа. ПЕМ є важливим аналітичним методом у багатьох галузях науки, пов’язаних із фізикою та біологією, наприклад дослідження раку, вірусологія, матеріалознавство, нанотехнології, дослідження напівпровідників тощо.
Коли збільшення невелике, контраст ПЕМ-зображення в основному спричинений різним поглинанням електронів, спричиненим різною товщиною та складом матеріалів. Однак, коли збільшення велике, комплексні коливання спричинять різну яскравість зображення, тому для аналізу отриманого зображення потрібні професійні знання. Використовуючи різні режими ТЕМ, зразки можуть бути зображені за хімічними характеристиками, орієнтацією кристалів, електронною структурою, зсувом фази електронів, викликаним зразками, і звичайним поглинанням електронів.
