Elektronu mikroskopu veidi
Elektronu mikroskopus var iedalīt transmisijas elektronu mikroskopos, skenējošajos elektronu mikroskopos, atstarošanas elektronu mikroskopos un emisijas elektronu mikroskopos atbilstoši to struktūrai un izmantošanai.
Transmisijas elektronu mikroskopus bieži izmanto, lai novērotu smalkas materiāla struktūras, kuras nevar atrisināt ar parastajiem mikroskopiem;
Skenējošos elektronu mikroskopus galvenokārt izmanto, lai novērotu cieto virsmu morfoloģiju, un tos var arī kombinēt ar rentgenstaru difraktometriem vai elektronu enerģijas spektrometriem, lai izveidotu elektroniskas mikrozondes materiāla sastāva analīzei;
Pašizstarojošo elektronu virsmu pētīšanai izmanto emisijas elektronu mikroskopiju.
(1) Transmisijas elektronu mikroskops
Transmisijas elektronu mikroskopa (TEM) komponenti ietver:
1. Elektronu lielgabals: izstaro elektronus, kas sastāv no katoda, režģa un anoda.
2. Kondensatora lēca: tas ir elektronisks objektīvs, kas koncentrē elektronu staru, un to var izmantot, lai kontrolētu apgaismojuma intensitāti un apertūras leņķi.
3. Parauga kamera: novietojiet novērojamo paraugu, un tā ir aprīkota ar rotējošu galdu, lai mainītu parauga leņķi, kā arī aprīkota ar apkures, dzesēšanas un citām iekārtām.
4. Objektīvs: tas ir neliela attāluma objektīvs ar lielu palielinājumu, un tā funkcija ir palielināt elektronisko attēlu. Objektīva lēca ir atslēga, lai noteiktu pārraides elektronu mikroskopa izšķirtspēju un attēla kvalitāti.
5. Starpposma spogulis: tas ir vājš objektīvs ar mainīgu palielinājumu, un tā funkcija ir atkārtoti palielināt elektronisko attēlu. Regulējot starpspoguļa strāvu, pastiprināšanai var izvēlēties objekta attēlu vai elektronu difrakcijas modeli.
6. Transmisijas spogulis: tas ir spēcīgs objektīvs ar lielu palielinājumu, ko izmanto, lai pēc otrā palielinājuma vēl vairāk palielinātu starpattēlu un pēc tam izveidotu attēlu uz fluorescējošā ekrāna.
7. Sekundārais vakuumsūknis: izsūknējiet parauga kameru.
8. Kameras ierīce: izmanto attēlu ierakstīšanai. Tā kā elektroni ir viegli izkliedējami vai objektos tos absorbē, iespiešanās jauda ir zema, un parauga blīvums un biezums ietekmēs galīgo attēlveidošanas kvalitāti. Jāsagatavo plānākas īpaši plānas sekcijas, parasti 50-100 nm.
Tāpēc paraugs ir jāapstrādā ļoti plāns, ja to novēro ar transmisijas elektronu mikroskopu. Parasti sagatavo, izmantojot plānu griezumu vai iesaldēšanas kodināšanu:
(1) Plānas šķēles metode
Paraugu parasti fiksē ar osmīnskābi un glutaraldehīdu, iestrādā epoksīdsveķos un sagriež ar termisko izplešanos vai spirālveida piedziņu. Šķēles biezums ir 20-50 nm, un tas ir iekrāsots ar smago metālu sāļiem, lai palielinātu kontrastu.
(2) Sasaldēšanas kodināšanas metode, kas pazīstama arī kā sasalšanas lūzuma metode
Pēc tam, kad paraugi tika sasaldēti sausā ledā -100 grādi vai šķidrā slāpeklī pie -196 grādu, paraugi tika ātri nogriezti ar aukstu nazi. Pēc tam, kad saplīsušais paraugs ir uzkarsēts, ledus vakuuma apstākļos nekavējoties sublimējas, atklājot saplīsušo struktūru, ko sauc par kodināšanu. Kad kodināšana ir pabeigta, iztvaicēta platīna slānis tiek izsmidzināts 45o leņķī pret sekciju un oglekļa slānis tiek izsmidzināts 90o leņķī, lai uzlabotu kontrastu un izturību. Pēc tam paraugu sagremo ar nātrija hipohlorīta šķīdumu un noņem oglekļa un platīna plēvi, ko sauc par komplekso plēvi, kas var atklāt parauga iegravētās virsmas morfoloģiju. Attēls, kas iegūts zem elektronu mikroskopa, attēlo struktūru paraugā esošās šūnas plaisātajā virsmā.
(2) Skenējošais elektronu mikroskops
Skenējošais elektronu mikroskops (SEM) iznāca 20. gadsimta 60. gados, un pašlaik tā izšķirtspēja var sasniegt 6-10 nm.
Tās darbības princips ir tāds, ka elektronu lielgabala izstarotais smalki fokusētais elektronu stars ietriecas paraugā caur divpakāpju kondensatora lēcu, novirzes spoli un objektīva lēcu, skenē parauga virsmu un ierosina sekundāros elektronus. Izveidoto sekundāro elektronu daudzums ir saistīts ar elektronu stara krītošo leņķi, tas ir, ar parauga virsmas struktūru. Pēc tam, kad sekundāros elektronus savāc detektors, scintilators tos pārvērš optiskos signālos un pēc tam fotopavairotāja caurule un pastiprinātājs pārvērš elektriskos signālos, lai kontrolētu elektronu stara intensitāti fluorescējošā ekrānā un parādītu skenēšanas attēlu. sinhronizēts ar elektronu staru. Attēls ir trīsdimensiju attēls, kas atspoguļo parauga virsmas struktūru.
Pirms pārbaudes skenējošā elektronu mikroskopa paraugi ir jānostiprina, jādehidrē un pēc tam jāapsmidzina ar smago metālu daļiņu slāni. Smagie metāli elektronu stara bombardēšanas rezultātā izstaro sekundāros elektroniskos signālus.
