Transmisijas elektronu mikroskopijas darbības princips un pielietojums
Transmisijas elektronu mikroskopija (saīsināti TEM) var redzēt smalkas struktūras, kas ir mazākas par {{0}},2 um un kuras nav skaidri redzamas optiskajā mikroskopā. Šīs struktūras sauc par ultrastruktūru vai ultrastruktūru. Lai skaidri redzētu šīs struktūras, ir jāizvēlas īsāka viļņa garuma gaismas avots, lai uzlabotu mikroskopa izšķirtspēju. Ruska 1932. gadā izgudroja Transmisijas elektronu mikroskopiju ar elektronu staru kā gaismas avotu. Elektronu stara viļņa garums ir daudz īsāks par redzamo gaismu un ultravioleto gaismu, un elektronu stara viļņa garums ir apgriezti proporcionāls sprieguma kvadrātsaknei. izstarotā elektronu stara, tas ir, jo augstāks spriegums, jo īsāks viļņa garums. Pašlaik TEM izšķirtspēja var sasniegt 0,2 nm.
Transmisijas elektronu mikroskopijas darbības princips ir tāds, ka elektronu pistoles izstarotais elektronu stars iet caur kondensatoru pa spoguļa korpusa optisko asi vakuuma kanālā un pēc tam saplūst asā, spilgtā un vienmērīgā gaismas vietā caur kondensators, kas spīd uz parauga parauga telpā; Elektronu stars, kas iet cauri paraugam, nes strukturālo informāciju parauga iekšpusē, mazāk elektronu izejot cauri blīvajām zonām un vairāk elektronu caur retajām zonām; Pēc fokusēšanas un objektīva primārā palielinājuma elektronu stars nonāk starplēcā un zemākā līmeņa pirmajā un otrajā projekcijas spogulī visaptverošai palielinājuma attēlveidošanai. Pastiprinātais elektronu attēls beidzot tiek projicēts uz fluorescējošā ekrāna plāksnes novērošanas telpā; Fluorescējošais ekrāns pārvērš elektroniskos attēlus redzamās gaismas attēlos, lai lietotāji tos varētu novērot. Šajā sadaļā atsevišķi tiks iepazīstināta ar katras sistēmas galvenajām struktūrām un principiem.
Transmisijas elektronu mikroskopijas attēlveidošanas princips
Transmisijas elektronu mikroskopijas attēlveidošanas principu var iedalīt trīs gadījumos:
1. Absorbcijas attēls: kad elektroni tiek emitēti uz paraugiem ar lielu masu un blīvumu, galvenā fāzes veidošanās ir izkliede. Parauga apgabaliem ar lielu masu un biezumu ir lielāks elektronu izkliedes leņķis, mazāk elektronu iziet cauri, un attēla spilgtums ir tumšāks. Agrīnās transmisijas elektronu mikroskopijas pamatā bija šis princips.
2. Difrakcijas attēls: pēc tam, kad paraugs ir izkliedējis elektronu staru, difrakcijas viļņa amplitūdas sadalījums dažādās parauga pozīcijās atbilst katras paraugā esošā kristāla daļas atšķirīgajai difrakcijas spējai. Kad parādās kristālogrāfisks defekts, defekta daļas difrakcijas spēja atšķiras no visa laukuma, tāpēc difrakcijas viļņa amplitūdas sadalījums ir nevienmērīgs, atspoguļojot kristālogrāfiskā defekta sadalījumu.
3. Fāzes attēls: ja paraugs ir plānāks par 100 Å, elektroni var iziet cauri paraugam, un viļņa amplitūdas izmaiņas var ignorēt. Attēlu veido fāzes maiņa.
Transmisijas elektronu mikroskopijas izmantošana
Transmisijas elektronu mikroskopija tiek plaši izmantota materiālzinātnē un bioloģijā. Tā kā elektroni ir jutīgi pret objektu izkliedi vai absorbciju, iespiešanās spēks ir mazs, un parauga blīvums, biezums un citi faktori var ietekmēt galīgo attēla kvalitāti. Tāpēc ir nepieciešams sagatavot plānākas īpaši plānas šķēles, parasti 50-100nm. Tāpēc paraugi, kas novēroti ar transmisijas elektronu mikroskopiju, ir jāapstrādā ļoti plāni. Parasti izmantotās metodes ir šādas: īpaši plānas sagriešanas metode, saldēta ultra-plāna griezuma metode, saldēta kodināšanas metode, saldēta lūzuma metode utt. Šķidriem paraugiem to parasti novēro, piekarinot iepriekš apstrādātu vara stiepļu sietu.
