Aan de slag met transmissie-elektronenmicroscopie
Transmissie-elektronenmicroscoop (kortweg TEM), kan met de optische microscoop niet duidelijk zien in minder dan 0.2 um microstructuur, deze structuren worden submicroscopische structuur of ultramicrostructuur genoemd. Om deze structuren duidelijk te kunnen zien, is het noodzakelijk om een lichtbron met een kortere golflengte te selecteren om de resolutie van de microscoop te verbeteren.
Invoering
Het beeldvormingsprincipe van de elektronenmicroscoop en de optische microscoop is in principe hetzelfde, het verschil is dat de eerste een elektronenbundel als lichtbron en een elektromagnetisch veld als lens gebruikt. Bovendien moet het monster dat voor elektronenmicroscopie wordt gebruikt, vanwege de zwakke penetratie van de elektronenbundel, in een ultradunne sectie worden gemaakt met een dikte van ongeveer 50 nm. Dergelijke plakjes moeten worden gemaakt met een ultramicrotoom. Elektronenmicroscoopvergroting tot bijna een miljoen keer, door het verlichtingssysteem, het beeldvormingssysteem, het vacuümsysteem, het opnamesysteem en het voedingssysteem bestaat uit vijf delen, indien onderverdeeld: het hoofdgedeelte van de elektronenlens en het beeldopnamesysteem, geplaatst in een vacuüm door het elektronenkanon, condensatiespiegel, de objectkamer, objectief, diffractiespiegel, tussenspiegel, projectiespiegel, fluorescerend scherm en camera.
Een elektronenmicroscoop is een microscoop die elektronen gebruikt om de binnenkant of het oppervlak van een object te visualiseren. De golflengte van snelle elektronen is korter dan die van zichtbaar licht (dualiteit van golven en deeltjes), en de resolutie van een microscoop wordt beperkt door de golflengte die hij gebruikt, dus de theoretische resolutie van een elektronenmicroscoop (ongeveer 0 .1 nanometer) is veel hoger dan die van een optische microscoop (ongeveer 200 nanometer).
Een transmissie-elektronenmicroscoop (Transmissionelectronmicroscope, afgekort TEM), of kortweg transmissie-elektronenmicroscoop [1], projecteert een versnelde en geaggregeerde elektronenbundel op een zeer dun monster, waarbij de elektronen van richting veranderen door te botsen met atomen in het monster, wat resulteert in sterische hoekverstrooiing. De grootte van de verstrooiingshoek is gerelateerd aan de dichtheid en dikte van het monster, zodat er verschillende lichte en donkere beelden kunnen worden gevormd, en de beelden zullen worden weergegeven op beeldapparatuur (bijv. fosforschermen, films en fotogekoppelde assemblages). vergroting en scherpstelling.
Vanwege de zeer korte De Broglie-golflengte van elektronen is de resolutie van transmissie-elektronenmicroscopie veel hoger dan die van optische microscopie en bereikt ze {{0}}.1 tot 0,2 nm, met een vergroting van tienduizenden tot miljoenen keren. Als gevolg hiervan kan het gebruik van een transmissie-elektronenmicroscoop worden gebruikt om de fijne structuur van een monster waar te nemen, of zelfs de structuur van slechts een enkele rij atomen, tienduizenden keren kleiner dan de kleinste structuur die kan worden waargenomen met een optische microscoop. De TEM is een belangrijke analytische methode op veel wetenschapsgebieden die verband houden met neutrale natuurkunde en biologie, zoals kankeronderzoek, virologie, materiaalkunde, maar ook nanotechnologie, halfgeleideronderzoek, enzovoort.
Bij lagere vergrotingen is het contrast van TEM-beeldvorming voornamelijk te wijten aan de verschillende diktes en samenstellingen van materialen, wat resulteert in verschillende absorptie van elektronen. Wanneer de vergroting hoog is, veroorzaken complexe fluctuatie-effecten verschillen in de helderheid van het beeld, en daarom is expertise nodig om het resulterende beeld te analyseren. Door de verschillende modi van de TEM te gebruiken, is het mogelijk om het monster te analyseren op basis van zijn chemische eigenschappen, kristaloriëntatie, elektronische structuur, de elektronische faseverschuiving veroorzaakt door het monster, en de gebruikelijke elektronische absorptie op het monster.
evenals de gebruikelijke absorptie van elektronen in het monster.
De eerste TEM werd ontwikkeld door Max Knorr en Ernst Ruska in 1931. Deze onderzoeksgroep ontwikkelde in 1933 de eerste TEM met een resolutie die groter was dan die van het zichtbare licht, terwijl de eerste commerciële TEM in 1939 werd ontwikkeld.
