Kjennetegn ved transmisjonselektronmikroskopi
Bildeprinsippet til elektronmikroskop og optisk mikroskop er i utgangspunktet det samme, forskjellen er at førstnevnte bruker elektronstråle som lyskilde og elektromagnetisk felt som linse. I tillegg, fordi den penetrerende kraften til elektronstrålen er svært svak, må prøven som brukes til elektronmikroskopet lages til en ultratynn seksjon med en tykkelse på ca. 50nm. Denne skiven må lages med en ultramikrotom. Forstørrelsen av elektronmikroskopet kan nå opp til nesten en million ganger. Den består av fem deler: belysningssystem, bildesystem, vakuumsystem, opptakssystem og strømforsyningssystem. Hvis det er delt inn: hoveddelen er den elektroniske linsen og bildeopptakssystemet. Elektronpistoler, kondensatorspeil, prøvekammer, objektivlinser, diffraksjonsspeil, mellomspeil, projeksjonsspeil, fluorescerende skjermer og kameraer i vakuum.
Et elektronmikroskop er et mikroskop som bruker elektroner til å avsløre det indre eller overflaten til en gjenstand. Bølgelengden til høyhastighetselektroner er kortere enn for synlig lys (bølge-partikkel-dualitet), og oppløsningen til mikroskopet er begrenset av bølgelengden det bruker. Derfor er den teoretiske oppløsningen til elektronmikroskopet (omtrent 0.1 nanometer) mye høyere enn for det optiske mikroskopet. hastighet (ca. 200 nm).
Transmisjonselektronmikroskop, forkortet TEM, referert til som transmisjonselektronmikroskop, skal projisere den akselererte og konsentrerte elektronstrålen på en veldig tynn prøve, og elektronene kolliderer med atomene i prøven for å endre retningen, og derved produsere solid vinkelspredning. Størrelsen på spredningsvinkelen er relatert til prøvens tetthet og tykkelse, slik at bilder med forskjellig lysstyrke og mørke kan dannes, og bildene vil vises på bildeenheter (som fluorescerende skjermer, filmer og lysfølsomme koblingskomponenter) etter å ha zoomet inn og fokusert.
På grunn av den svært korte de Broglie-bølgelengden til elektronet, er oppløsningen til transmisjonselektronmikroskopet mye høyere enn for det optiske mikroskopet, som kan nå 0.1-0.2nm, og forstørrelsen er titusenvis til millioner av ganger. Derfor kan bruken av transmisjonselektronmikroskopi brukes til å observere den fine strukturen til prøver, til og med strukturen til bare en enkelt kolonne med atomer, som er titusenvis av ganger mindre enn den minste strukturen som kan observeres ved optisk mikroskopi. TEM er en viktig analysemetode innen mange vitenskapelige felt knyttet til fysikk og biologi, som kreftforskning, virologi, materialvitenskap, samt nanoteknologi, halvlederforskning, etc.
Ved lave forstørrelser skyldes kontrasten i TEM-avbildning hovedsakelig ulik absorpsjon av elektroner på grunn av ulik tykkelse og sammensetning av materialet. Når forstørrelsesmultiplen er høy, vil komplekse svingninger forårsake forskjeller i lysstyrken til bildet, så det kreves profesjonell kunnskap for å analysere det oppnådde bildet. Ved å bruke de forskjellige modusene til TEM, er det mulig å avbilde en prøve etter dens kjemiske egenskaper, krystallografisk orientering, elektronisk struktur, elektronisk faseskift av prøven, og generelt ved absorpsjon av elektroner.
Den første TEM ble utviklet av Max Knorr og Ernst Ruska i 1931, denne forskergruppen utviklet den første TEM med en oppløsning hinsides synlig lys i 1933, og den første kommersielle TEM i 1939 suksess.
Stor TEM
Konvensjonell TEM bruker vanligvis {{0}}kV elektronstråleakselerasjonsspenning. Ulike modeller tilsvarer forskjellige elektronstråleakselerasjonsspenninger. Oppløsningen er relatert til elektronstråleakselerasjonsspenningen og kan nå 0.2-0.1nm. Avanserte modeller kan oppnå oppløsning på atomnivå.
Lavspent TEM
Lavspenningselektronmikroskop, elektronstråleakselerasjonsspenningen (5kV) som brukes av LVEM er mye lavere enn for store transmisjonselektronmikroskoper. En lavere akselerasjonsspenning vil øke styrken til interaksjonen mellom elektronstrålen og prøven, og dermed forbedre bildekontrasten og kontrasten, spesielt egnet for prøver som polymerer og biologi; samtidig vil lavspenningstransmisjonselektronmikroskopet forårsake mindre skade på prøven.
Oppløsningen er lavere enn for det store elektronmikroskopet, 1-2nm. På grunn av lavspenningen kan TEM, SEM og STEM kombineres i en enhet
Cryo-EM
Kryomikroskopi er vanligvis utstyrt med en prøvefryseanordning på et vanlig transmisjonselektronmikroskop for å avkjøle prøven til temperaturen til flytende nitrogen (77K), som brukes til å observere temperaturfølsomme prøver som proteiner og biologiske skiver. Ved å fryse prøven kan skaden på prøven av elektronstrålen reduseres, prøvens deformasjon kan reduseres, og en mer realistisk prøveform kan oppnås.
driftsegenskaper
1. Stabilitet
Stabiliteten til fotomultiplikatorrøret bestemmes av mange faktorer som egenskapene til selve enheten, arbeidsstatus og miljøforhold. Det er mange situasjoner der utgangen fra røret er ustabil under arbeidsprosessen, hovedsakelig inkludert:
en. Hoppustabilitet forårsaket av dårlig sveising av elektroder i røret, løs struktur, dårlig kontakt med katodesplint, spissutladning mellom elektroder, overslag osv., og signalet er plutselig stort og lite.
b. Kontinuitet og tretthetsustabilitet forårsaket av for mye anodeutgangsstrøm.
c. Effekt av miljøforhold på stabilitet. Når omgivelsestemperaturen stiger, reduseres følsomheten til røret.
d. Fuktige omgivelser forårsaker lekkasje mellom pinner, noe som fører til at mørk strøm øker og blir ustabil.
e. Elektromagnetisk feltinterferens i miljøet forårsaker ustabilt arbeid.
2. Begrens arbeidsspenningen
Den endelige arbeidsspenningen refererer til den øvre grensen for spenningen som røret har lov til å bruke. Over denne spenningen vil røret utlades eller til og med brytes ned.
