Arbejdsprincippet for transmissionselektronmikroskop
Transmissionselektronmikroskop (Transmission Electron Microscope, forkortet TEM) kan se mikrostrukturerne mindre end {{0}}.2um, som ikke kan ses tydeligt under det optiske mikroskop. Disse strukturer kaldes submikrostrukturer eller ultrastrukturer. For at se disse strukturer klart skal der vælges en lyskilde med en kortere bølgelængde for at øge mikroskopets opløsning. I 1932 opfandt Ruska et transmissionselektronmikroskop med en elektronstråle som lyskilde. Bølgelængden af elektronstrålen er meget kortere end for synligt lys og ultraviolet lys, og elektronstrålens bølgelængde er omvendt proportional med kvadratroden af spændingen af den udsendte elektronstråle, det vil sige jo højere spændingen er. jo kortere bølgelængde. På nuværende tidspunkt kan opløsningen af TEM nå 0,2 nm.
Arbejdsprincippet for transmissionselektronmikroskopet er, at elektronstrålen udsendt af elektronkanonen passerer gennem kondensatoren langs spejllegemets optiske akse i vakuumkanalen og kondenseres til en skarp, lys og ensartet lysplet af kondensatoren og lyser prøven i prøvekammeret. På; elektronstrålen efter at have passeret gennem prøven bærer den strukturelle information inde i prøven, mængden af elektroner, der passerer gennem den tætte del af prøven, er lille, og mængden af elektroner, der passerer gennem den sparsomme del, er mere; efter fokusering og primær forstørrelse af objektivlinsen, elektronstrålen Den mellemliggende linse, der går ind i det nederste trin og det første og andet projektionsspejl, udfører omfattende forstørrelsesbilleder, og til sidst projiceres det forstørrede elektroniske billede på den fluorescerende skærm i observationsrummet ; den fluorescerende skærm konverterer det elektroniske billede til et synligt lysbillede, som brugerne kan observere. Dette afsnit vil introducere hovedstrukturen og princippet for hvert system hhv.
Transmissionselektronmikroskop-billeddannelsesprincipper
Billedprincippet for transmissionselektronmikroskop kan opdeles i tre situationer:
1. Absorptionsbillede: Når elektroner rammer en prøve med høj masse og tæthed, er den primære fasedannende effekt spredning. Hvor massen og tykkelsen af prøven er større, er spredningsvinklen for elektroner større, og færre elektroner passerer igennem, og billedets lysstyrke er mørkere. Tidlige transmissionselektronmikroskoper var baseret på dette princip.
2. Diffraktionsbillede: Efter at elektronstrålen er diffrakteret af prøven, svarer den diffrakterede bølgeamplitudefordeling ved forskellige positioner af prøven til den forskellige diffraktionsstyrke af hver del af krystallen i prøven. Amplitudefordelingen af diffrakterede bølger er ikke ensartet, hvilket afspejler fordelingen af krystaldefekter.
3. Fasebillede: Når prøven er tyndere end 100Å, kan elektroner passere gennem prøven, og bølgeamplitudeændringen kan ignoreres, og billeddannelsen kommer fra faseændringen.
Anvendelser af transmissionselektronmikroskopi
Transmissionselektronmikroskopi er meget udbredt inden for materialevidenskab og biologi. Da elektroner let spredes eller absorberes af genstande, er penetrationen lav, og prøvens tæthed og tykkelse vil påvirke den endelige billedkvalitet. Tyndere ultratynde snit skal forberedes, normalt 50-100 nm. Derfor skal prøven til observation med transmissionselektronmikroskop behandles meget tyndt. Almindeligvis anvendte metoder er: ultratynd sektionering, frossen ultratynd sektionering, fryseætsning, frysebrud og så videre. For flydende prøver observeres det normalt ved at hænge på et forbehandlet kobbergitter.
