Принцип на работа и приложение на трансмисионната електронна микроскопия
Трансмисионната електронна микроскопия (накратко ТЕМ) може да види фини структури, по-малки от {{0}}.2um, които не могат да се видят ясно под оптичния микроскоп. Тези структури се наричат ултраструктура или ултраструктура. За да видите ясно тези структури, е необходимо да изберете източник на светлина с по-къса дължина на вълната, за да подобрите разделителната способност на микроскопа. Руска изобретява трансмисионната електронна микроскопия с електронен лъч като източник на светлина през 1932 г. Дължината на вълната на електронния лъч е много по-къса от видимата светлина и ултравиолетовата светлина, а дължината на вълната на електронния лъч е обратно пропорционална на корен квадратен от напрежението на излъчения електронен лъч, тоест колкото по-високо е напрежението, толкова по-къса е дължината на вълната. Понастоящем разделителната способност на ТЕМ може да достигне 0,2 nm.
Принципът на работа на трансмисионната електронна микроскопия е, че електронният лъч, излъчван от електронния пистолет, преминава през кондензатора по протежение на оптичната ос на тялото на огледалото във вакуумния канал и след това го събира в рязко, ярко и равномерно светлинно петно през кондензатор, който осветява пробата в пробната стая; Електронният лъч, преминаващ през пробата, носи структурната информация вътре в пробата, като по-малко електрони преминават през плътните области и повече електрони преминават през редките области; След фокусиране и първично увеличение на лещата на обектива, електронният лъч навлиза в междинната леща и първото и второто проекционни огледала на долното ниво за изобразяване с цялостно увеличение. Усиленото електронно изображение накрая се проектира върху флуоресцентната екранна плоча в стаята за наблюдение; Флуоресцентен екран преобразува електронни изображения в изображения във видима светлина, които потребителите могат да наблюдават. Този раздел ще представи основните структури и принципи на всяка система поотделно.
Принцип на изобразяване на трансмисионна електронна микроскопия
Принципът на изобразяване на трансмисионната електронна микроскопия може да бъде разделен на три случая:
1. Абсорбционно изображение: Когато електрони се излъчват върху проби с висока маса и плътност, основното фазово образуване е разсейване. Областите с голяма маса и дебелина на пробата имат по-голям ъгъл на разсейване на електроните, преминават по-малко електрони и яркостта на изображението е по-тъмна. Ранната трансмисионна електронна микроскопия се основава на този принцип.
2. Дифракционно изображение: след като електронният лъч се дифрагира от пробата, разпределението на амплитудата на дифракционната вълна в различни позиции на пробата съответства на различната дифракционна способност на всяка част от кристала в пробата. Когато се появи кристалографски дефект, дифракционната способност на дефектната част е различна от цялата област, така че разпределението на амплитудата на дифрактираната вълна е неравномерно, отразявайки разпределението на кристалографския дефект.
3. Фазов образ: Когато пробата е по-тънка от 100 Å, електроните могат да преминат през пробата и промяната на амплитудата на вълната може да бъде игнорирана. Изображението идва от промяната във фазата.
Използване на трансмисионна електронна микроскопия
Трансмисионната електронна микроскопия се използва широко в материалознанието и биологията. Поради чувствителността на електроните към разсейване или поглъщане от обекти, силата на проникване е ниска и плътността, дебелината и други фактори на пробата могат да повлияят на крайното качество на изображението. Следователно е необходимо да се приготвят по-тънки ултратънки резени, обикновено 50-100nm. Следователно, пробите, наблюдавани чрез трансмисионна електронна микроскопия, трябва да бъдат третирани много тънки. Често използваните методи включват: метод на ултратънки секции, метод на замразени ултратънки секции, метод на замразено ецване, метод на замразени фрактури и др. За течни проби обикновено се наблюдава чрез окачване на предварително обработена медна телена мрежа.
