Arbeidsprinsippet for transmisjonselektronmikroskop
Transmisjonselektronmikroskop (Transmission Electron Microscope, forkortet TEM) kan se mikrostrukturene mindre enn {{0}}.2um som ikke kan sees tydelig under det optiske mikroskopet. Disse strukturene kalles submikrostrukturer eller ultrastrukturer. For å se disse strukturene tydelig, må en lyskilde med kortere bølgelengde velges for å øke oppløsningen til mikroskopet. I 1932 oppfant Ruska et transmisjonselektronmikroskop med en elektronstråle som lyskilde. Bølgelengden til elektronstrålen er mye kortere enn for synlig lys og ultrafiolett lys, og bølgelengden til elektronstrålen er omvendt proporsjonal med kvadratroten av spenningen til den utsendte elektronstrålen, det vil si jo høyere spenningen er. jo kortere bølgelengde. For tiden kan oppløsningen til TEM nå 0,2 nm.
Arbeidsprinsippet til transmisjonselektronmikroskopet er at elektronstrålen som sendes ut av elektronkanonen passerer gjennom kondensatoren langs den optiske aksen til speillegemet i vakuumkanalen, og kondenseres til et skarpt, lyst og jevnt lyspunkt av kondensatoren. , og lyser opp prøven i prøvekammeret. På; elektronstrålen etter å ha passert gjennom prøven bærer den strukturelle informasjonen inne i prøven, mengden elektroner som passerer gjennom den tette delen av prøven er liten, og mengden elektroner som passerer gjennom den sparsomme delen er mer; etter fokusering og primær forstørrelse av objektivlinsen, elektronstrålen Den mellomliggende linsen som går inn i det nedre trinnet og det første og andre projeksjonsspeilet utfører omfattende forstørrelsesavbildning, og til slutt projiseres det forstørrede elektroniske bildet på den fluorescerende skjermen i observasjonsrommet ; den fluorescerende skjermen konverterer det elektroniske bildet til et synlig lysbilde som brukerne kan observere. Denne delen vil introdusere hovedstrukturen og prinsippet for henholdsvis hvert system.
Transmisjonselektronmikroskopavbildningsprinsipper
Bildeprinsippet til transmisjonselektronmikroskop kan deles inn i tre situasjoner:
1. Absorpsjonsbilde: Når elektroner treffer en prøve med høy masse og tetthet, er den viktigste fasedannende effekten spredning. Der massen og tykkelsen på prøven er større, er spredningsvinkelen til elektroner større, og færre elektroner passerer gjennom, og lysstyrken på bildet er mørkere. Tidlige transmisjonselektronmikroskoper var basert på dette prinsippet.
2. Diffraksjonsbilde: Etter at elektronstrålen er diffraktert av prøven, tilsvarer den diffrakterte bølgeamplitudefordelingen ved forskjellige posisjoner av prøven den forskjellige diffraksjonskraften til hver del av krystallen i prøven. Amplitudefordelingen til diffrakterte bølger er ikke jevn, noe som gjenspeiler fordelingen av krystalldefekter.
3. Fasebilde: Når prøven er tynnere enn 100Å, kan elektroner passere gjennom prøven, og bølgeamplitudeendringen kan ignoreres, og avbildningen kommer fra faseendringen.
Bruk av transmisjonselektronmikroskopi
Transmisjonselektronmikroskopi er mye brukt innen materialvitenskap og biologi. Siden elektroner lett spres eller absorberes av objekter, er penetrasjonen lav, og tettheten og tykkelsen på prøven vil påvirke den endelige bildekvaliteten. Tynnere ultratynne seksjoner må forberedes, vanligvis 50-100 nm. Derfor må prøven for observasjon med transmisjonselektronmikroskop behandles veldig tynt. Vanlige metoder er: ultratynn seksjonering, frossen ultratynn seksjonering, fryse-etsing, frysebrudd og så videre. For væskeprøver observeres det vanligvis ved å henge på et forbehandlet kobbergitter.
