Princip činnosti transmisního elektronového mikroskopu
Transmisní elektronový mikroskop (Transmission Electron Microscope, zkráceně TEM) dokáže vidět mikrostruktury menší než {{0}}.2um, které nelze jasně vidět pod optickým mikroskopem. Tyto struktury se nazývají submikrostruktury nebo ultrastruktury. Aby bylo možné tyto struktury jasně vidět, je třeba zvolit světelný zdroj s kratší vlnovou délkou, aby se zvýšila rozlišovací schopnost mikroskopu. V roce 1932 vynalezl Ruska transmisní elektronový mikroskop s elektronovým paprskem jako zdrojem světla. Vlnová délka elektronového paprsku je mnohem kratší než u viditelného světla a ultrafialového světla a vlnová délka elektronového paprsku je nepřímo úměrná druhé odmocnině napětí emitovaného elektronového paprsku, to znamená, čím vyšší je napětí. tím kratší je vlnová délka. V současné době může rozlišení TEM dosáhnout 0,2 nm.
Princip činnosti transmisního elektronového mikroskopu spočívá v tom, že elektronový paprsek emitovaný elektronovým dělem prochází kondenzátorem podél optické osy těla zrcadla ve vakuovém kanálu a kondenzátorem je kondenzován do ostrého, jasného a rovnoměrného světelného bodu. a osvětlí vzorek ve vzorkové komoře. Na; elektronový paprsek po průchodu vzorkem nese strukturní informaci uvnitř vzorku, množství elektronů procházejících hustou částí vzorku je malé a množství elektronů procházejících řídkou částí je větší; po zaostření a primárním zvětšení čočky objektivu elektronový paprsek Mezičočka vstupující do spodního stolku a první a druhé projekční zrcadlo provedou komplexní zobrazení zvětšení a nakonec se zvětšený elektronický obraz promítne na fluorescenční plátno v pozorovací místnosti ; fluorescenční obrazovka převádí elektronický obraz na obraz ve viditelném světle, který mohou uživatelé pozorovat. Tato část představí hlavní strukturu a princip každého systému.
Principy zobrazování transmisním elektronovým mikroskopem
Princip zobrazování transmisního elektronového mikroskopu lze rozdělit do tří situací:
1. Absorpční obraz: Když elektrony narazí na vzorek s vysokou hmotností a hustotou, hlavním fázotvorným efektem je rozptyl. Kde je hmotnost a tloušťka vzorku větší, je úhel rozptylu elektronů větší a projde méně elektronů a jas obrazu je tmavší. Na tomto principu byly založeny rané transmisní elektronové mikroskopy.
2. Difrakční obraz: Poté, co je elektronový paprsek difraktován vzorkem, distribuce amplitudy difraktované vlny v různých polohách vzorku odpovídá různé difrakční síle každé části krystalu ve vzorku. Amplitudová distribuce difraktovaných vln není rovnoměrná, což odráží rozložení krystalových defektů.
3. Fázový obraz: Když je vzorek tenčí než 100 Á, elektrony mohou procházet vzorkem a změna amplitudy vlny může být ignorována a zobrazení pochází ze změny fáze.
Využití transmisní elektronové mikroskopie
Transmisní elektronová mikroskopie je široce používána v materiálové vědě a biologii. Protože se elektrony snadno rozptylují nebo absorbují předměty, penetrace je nízká a hustota a tloušťka vzorku ovlivní výslednou kvalitu zobrazení. Je nutné připravit tenčí ultratenké řezy, obvykle 50-100 nm. Proto je třeba vzorek pro pozorování transmisním elektronovým mikroskopem zpracovat velmi tence. Běžně používané metody jsou: ultratenké krájení, zmrazené ultratenké krájení, mrazové leptání, mrazové lámání a tak dále. U kapalných vzorků se obvykle pozoruje zavěšením na předem upravenou měděnou mřížku.
