Принцип роботи трансмісійного електронного мікроскопа
Трансмісійний електронний мікроскоп (скорочено ТЕМ) може бачити мікроструктури розміром менше {{0}}.2 мкм, які неможливо чітко побачити під оптичним мікроскопом. Ці структури називають субмікроструктурами або ультраструктурами. Щоб чітко бачити ці структури, потрібно вибрати джерело світла з меншою довжиною хвилі, щоб збільшити роздільну здатність мікроскопа. У 1932 році Руска винайшов просвічуючий електронний мікроскоп з електронним пучком як джерело світла. Довжина хвилі електронного пучка набагато коротша, ніж у видимого та ультрафіолетового світла, а довжина хвилі електронного пучка обернено пропорційна квадратному кореню з напруги випромінюваного електронного пучка, тобто, чим вище напруга. тим коротша довжина хвилі. В даний час роздільна здатність ПЕМ може досягати 0,2 нм.
Принцип роботи трансмісійного електронного мікроскопа полягає в тому, що електронний промінь, випромінюваний електронною гарматою, проходить через конденсор уздовж оптичної осі корпусу дзеркала у вакуумному каналі та конденсується в різку, яскраву та рівномірну світлову пляму конденсором. , і освітлює зразок у камері для зразків. Увімкнено; електронний пучок після проходження через зразок несе структурну інформацію всередині зразка, кількість електронів, що проходять через щільну частину зразка, мала, а кількість електронів, що проходять через розріджену частину, більше; після фокусування та первинного збільшення лінзи об’єктива, електронний промінь. Проміжна лінза, що входить до нижнього етапу, а також перше та друге проекційні дзеркала здійснюють комплексне збільшення зображення, і, нарешті, збільшене електронне зображення проектується на флуоресцентний екран у кімнаті для спостереження. ; флуоресцентний екран перетворює електронне зображення на зображення у видимому світлі, щоб користувачі могли його спостерігати. У цьому розділі буде представлено основну структуру та принцип кожної системи відповідно.
Принципи отримання зображення трансмісійним електронним мікроскопом
Принцип зображення трансмісійного електронного мікроскопа можна розділити на три ситуації:
1. Зображення поглинання: коли електрони потрапляють на зразок із великою масою та щільністю, основним фазоутворюючим ефектом є розсіювання. Там, де маса і товщина зразка більші, кут розсіювання електронів більший, менше електронів проходить, а яскравість зображення темніша. Ранні трансмісійні електронні мікроскопи були засновані на цьому принципі.
2. Дифракційне зображення: після того, як електронний промінь дифрагує на зразку, розподіл амплітуди дифрагованої хвилі в різних положеннях зразка відповідає різній дифракційній силі кожної частини кристала в зразку. Розподіл амплітуди дифрагованих хвиль неоднорідний, що відображає розподіл дефектів кристала.
3. Фазове зображення: коли зразок тонший за 100 Å, електрони можуть проходити крізь зразок, а зміну амплітуди хвилі можна ігнорувати, а зображення виходить із зміни фази.
Використання трансмісійної електронної мікроскопії
Просвічуюча електронна мікроскопія широко використовується в матеріалознавстві та біології. Оскільки електрони легко розсіюються або поглинаються об’єктами, проникнення низьке, а щільність і товщина зразка впливатимуть на кінцеву якість зображення. Необхідно підготувати більш тонкі ультратонкі зрізи, зазвичай 50-100 нм. Тому зразок для спостереження за допомогою трансмісійного електронного мікроскопа потрібно обробити дуже тонко. Зазвичай використовувані методи: надтонкі зрізи, заморожені ультратонкі зрізи, заморожування-травлення, заморожування-злам тощо. Для рідких зразків це зазвичай спостерігають, підвішуючи на попередньо оброблену мідну сітку.
