Arbeidsprinsipp og anvendelse av transmisjonselektronmikroskopi
Transmisjonselektronmikroskopi (TEM for kort) kan se fine strukturer mindre enn {{0}}.2um som ikke kan sees tydelig under det optiske mikroskopet. Disse strukturene kalles Ultrastruktur eller ultrastruktur. For å se disse strukturene tydelig, er det nødvendig å velge en lyskilde med kortere bølgelengde for å forbedre oppløsningen til mikroskopet. Ruska oppfant transmisjonselektronmikroskopi med elektronstrålen som lyskilde i 1932. Bølgelengden til elektronstrålen er mye kortere enn synlig lys og ultrafiolett lys, og bølgelengden til elektronstrålen er omvendt proporsjonal med kvadratroten av spenningen av den utsendte elektronstrålen, det vil si at jo høyere spenningen er, jo kortere er bølgelengden. For øyeblikket kan oppløsningen til TEM nå 0,2nm.
Arbeidsprinsippet for transmisjonselektronmikroskopi er at elektronstrålen som sendes ut av elektronkanonen passerer gjennom kondensatoren langs den optiske aksen til speillegemet i vakuumkanalen, og deretter konvergerer den til et skarpt, lyst og jevnt lyspunkt gjennom kondensator, som skinner på prøven i prøverommet; Elektronstrålen som passerer gjennom prøven bærer den strukturelle informasjonen inne i prøven, med færre elektroner som passerer gjennom de tette områdene og flere elektroner som passerer gjennom de sparsomme områdene; Etter fokusering og primær forstørrelse av objektivlinsen, kommer elektronstrålen inn i den mellomliggende linsen og de første og andre projeksjonsspeilene på det nedre nivået for omfattende forstørrelsesavbildning. Det forsterkede elektronbildet projiseres til slutt på den fluorescerende skjermplaten i observasjonsrommet; En fluorescerende skjerm konverterer elektroniske bilder til bilder med synlig lys som brukerne kan observere. Denne delen vil introdusere hovedstrukturene og prinsippene for hvert system separat.
Bildeprinsippet for transmisjonselektronmikroskopi
Bildeprinsippet for transmisjonselektronmikroskopi kan deles inn i tre tilfeller:
1. Absorpsjonsbilde: Når elektroner sendes ut på prøver med høy masse og tetthet, er hovedfasedannelsen spredning. Områdene med stor masse og tykkelse på prøven har en større spredningsvinkel av elektroner, færre elektroner passerer gjennom, og lysstyrken i bildet er mørkere. Den tidlige transmisjonselektronmikroskopien var basert på dette prinsippet.
2. Diffraksjonsbilde: etter at elektronstrålen er diffraktert av prøven, tilsvarer amplitudefordelingen av den diffrakterte bølgen ved forskjellige posisjoner av prøven den forskjellige diffraksjonsevnen til hver del av krystallen i prøven. Når krystallografisk defekt vises, er diffraksjonsevnen til defektdelen forskjellig fra hele området, slik at amplitudefordelingen til den diffrakterte bølgen er ujevn, noe som gjenspeiler fordelingen av krystallografisk defekt.
3. Fasebilde: Når prøven er tynnere enn 100 Å, kan elektroner passere gjennom prøven, og amplitudeendringen til bølgen kan ignoreres. Avbildningen kommer fra faseendringen.
Bruk av transmisjonselektronmikroskopi
Transmisjonselektronmikroskopi er mye brukt i materialvitenskap og biologi. På grunn av elektronenes mottakelighet for spredning eller absorpsjon av objekter, er penetrasjonskraften lav, og tettheten, tykkelsen og andre faktorer til prøven kan påvirke den endelige bildekvaliteten. Derfor er det nødvendig å tilberede tynnere ultratynne skiver, vanligvis 50-100nm. Derfor må prøvene observert ved transmisjonselektronmikroskopi behandles veldig tynne. De vanligste metodene inkluderer: ultratynn seksjoneringsmetode, frossen ultratynn seksjoneringsmetode, frossen etsemetode, frossen bruddmetode osv. For væskeprøver observeres det vanligvis ved å henge opp forhåndsbehandlet kobbertrådnett.
