Princip rada i primjena transmisijske elektronske mikroskopije
Transmisijska elektronska mikroskopija (skraćeno TEM) može vidjeti fine strukture manje od {{0}}.2um koje se ne mogu jasno vidjeti pod optičkim mikroskopom. Ove strukture se nazivaju ultrastruktura ili ultrastruktura. Da bi se te strukture jasno vidjele, potrebno je odabrati izvor svjetla kraće valne duljine kako bi se poboljšala rezolucija mikroskopa. Ruska je 1932. izumio transmisijsku elektronsku mikroskopiju s elektronskim snopom kao izvorom svjetlosti. Valna duljina elektronskog snopa mnogo je kraća od vidljive svjetlosti i ultraljubičastog svjetla, a valna duljina elektronskog snopa obrnuto je proporcionalna kvadratnom korijenu napona emitiranog elektronskog snopa, odnosno što je veći napon, to je valna duljina kraća. Trenutačno razlučivost TEM-a može doseći 0,2 nm.
Princip rada Transmisijske elektronske mikroskopije je da elektronski snop koji emitira elektronski top prolazi kroz kondenzator duž optičke osi tijela zrcala u vakuumskom kanalu, a zatim ga konvergira u oštru, svijetlu i jednoliku svjetlosnu točku kroz kondenzator, koji svijetli na uzorku u sobi za uzorkovanje; Elektronska zraka koja prolazi kroz uzorak nosi strukturnu informaciju unutar uzorka, pri čemu manje elektrona prolazi kroz gusta područja, a više elektrona prolazi kroz rijetka područja; Nakon fokusiranja i primarnog povećanja leće objektiva, elektronski snop ulazi u srednju leću i prvo i drugo projekcijsko zrcalo donje razine za sveobuhvatno povećanje slike. Pojačana elektronska slika konačno se projicira na ploču fluorescentnog ekrana u prostoriji za promatranje; Fluorescentni zaslon pretvara elektronske slike u slike vidljive svjetlosti koje korisnici mogu promatrati. Ovaj odjeljak predstavit će glavne strukture i principe svakog sustava zasebno.
Princip snimanja transmisijske elektronske mikroskopije
Princip snimanja transmisijske elektronske mikroskopije može se podijeliti u tri slučaja:
1. Apsorpcijska slika: Kada se elektroni emitiraju na uzorke velike mase i gustoće, glavna faza je raspršenje. Područja velike mase i debljine na uzorku imaju veći kut raspršenja elektrona, manje elektrona prolazi, a svjetlina slike je tamnija. Rana transmisijska elektronska mikroskopija temeljila se na ovom principu.
2. Difrakcijska slika: nakon što se snop elektrona difragira na uzorku, raspodjela amplitude difraktiranog vala na različitim položajima uzorka odgovara različitoj difrakcijskoj sposobnosti svakog dijela kristala u uzorku. Kada se pojavi kristalografski defekt, difrakcijska sposobnost dijela defekta razlikuje se od cjelokupnog područja, tako da je distribucija amplitude difraktiranog vala neravnomjerna, odražavajući distribuciju kristalografskog defekta.
3. Fazna slika: Kada je uzorak tanji od 100 Å, elektroni mogu proći kroz uzorak, a promjena amplitude vala može se zanemariti. Slika dolazi od promjene faze.
Korištenje transmisijske elektronske mikroskopije
Transmisijska elektronska mikroskopija ima široku primjenu u znanosti o materijalima i biologiji. Zbog osjetljivosti elektrona na raspršivanje ili apsorpciju od strane objekata, sila prodiranja je mala, a gustoća, debljina i drugi čimbenici uzorka mogu utjecati na konačnu kvalitetu slike. Stoga je potrebno pripremiti tanje ultratanke kriške, obično 50-100nm. Stoga se uzorci promatrani transmisijskom elektronskom mikroskopijom moraju tretirati vrlo tanko. Uobičajeno korištene metode uključuju: metodu ultratankog rezanja, metodu smrznutog ultratankog rezanja, metodu smrznutog jetkanja, metodu smrznutog loma itd. Za tekuće uzorke obično se promatra vješanjem prethodno obrađene mreže od bakrene žice.
