Stručné představení transmisního elektronového mikroskopu
stručný úvod
Princip zobrazování elektronového mikroskopu a optického mikroskopu je v zásadě stejný, rozdíl je však v tom, že první používá elektronový paprsek jako zdroj světla a elektromagnetické pole jako čočku. Navíc, protože pronikání elektronového paprsku je velmi slabé, musí být vzorek použitý pro elektronový mikroskop vyroben na ultratenké řezy o tloušťce asi 50 nm. Tento druh plátku musí být vyroben pomocí ultramikrotomu. Zvětšení elektronového mikroskopu může být až téměř milionkrát a skládá se z pěti částí: osvětlovací systém, zobrazovací systém, vakuový systém, záznamový systém a napájecí systém. Pokud se rozdělíme, hlavními částmi jsou elektronická čočka a zobrazovací záznamový systém, které se skládají z elektronové pistole, kondenzoru, vzorkovny, čočky objektivu, difrakčního zrcadla, mezizrcadla, projekčního zrcadla, fluorescenční obrazovky a kamery umístěné ve vakuu.
Elektronový mikroskop je mikroskop, který využívá elektrony k zobrazení vnitřku nebo povrchu předmětu. Vlnová délka vysokorychlostních elektronů je kratší než u viditelného světla (dualita vlnových částic) a rozlišení mikroskopu je omezeno použitou vlnovou délkou, takže teoretické rozlišení elektronového mikroskopu (asi 0,1 nm ) je mnohem vyšší než u optického mikroskopu (asi 200 nm).
Transmisní elektronový mikroskop (TEM), označovaný jako transmisní elektronový mikroskop [1], promítá urychlený a koncentrovaný elektronový paprsek na velmi tenký vzorek a elektrony se srazí s atomy ve vzorku, aby změnily směr, a tím vytvořily pevný úhlový rozptyl. Úhel rozptylu souvisí s hustotou a tloušťkou vzorku, takže lze vytvářet obrazy s různým jasem a obrazy se po zesílení a zaostření zobrazí na zobrazovacích zařízeních (jako jsou fluorescenční obrazovky, filmy a fotocitlivé spojovací komponenty).
Protože de Broglieho vlnová délka elektronů je velmi krátká, rozlišení transmisního elektronového mikroskopu je mnohem vyšší než u optického mikroskopu, který může dosáhnout {{0}},1 ~ 0,2 nm a zvětšení je desetitisícové ~ milionkrát. Proto lze transmisním elektronovým mikroskopem pozorovat jemnou strukturu vzorku, dokonce i strukturu pouze jednoho sloupce atomů, která je desetitisíckrát menší než nejmenší struktura, kterou lze pozorovat optickým mikroskopem. TEM je důležitou analytickou metodou v mnoha vědeckých oborech souvisejících s fyzikou a biologií, jako je výzkum rakoviny, virologie, věda o materiálech, nanotechnologie, výzkum polovodičů a tak dále.
Při malém zvětšení je kontrast zobrazení TEM způsoben především rozdílnou absorpcí elektronů způsobenou rozdílnou tloušťkou a složením materiálů. Při velkém zvětšení však složité kolísání způsobí různý jas obrazu, takže k analýze získaného obrazu jsou potřeba odborné znalosti. Použitím různých režimů TEM lze vzorky zobrazit pomocí chemických charakteristik, krystalové orientace, elektronové struktury, elektronového fázového posunu způsobeného vzorky a obvyklé absorpce elektronů.
