Het werkingsprincipe van transmissie-elektronenmicroscoop
Transmissie-elektronenmicroscoop (Transmission Electron Microscope, kortweg TEM) kan de microstructuren zien die kleiner zijn dan {{0}}.2um die niet duidelijk te zien zijn onder de optische microscoop. Deze structuren worden submicrostructuren of ultrastructuren genoemd. Om deze structuren duidelijk te zien, moet een lichtbron met een kortere golflengte worden gekozen om de resolutie van de microscoop te vergroten. In 1932 vond Ruska een transmissie-elektronenmicroscoop uit met een elektronenbundel als lichtbron. De golflengte van de elektronenbundel is veel korter dan die van zichtbaar licht en ultraviolet licht, en de golflengte van de elektronenbundel is omgekeerd evenredig met de vierkantswortel van de spanning van de uitgezonden elektronenbundel, dat wil zeggen hoe hoger de spanning. hoe korter de golflengte. Op dit moment kan de resolutie van TEM 0,2 nm bereiken.
Het werkingsprincipe van de transmissie-elektronenmicroscoop is dat de door het elektronenkanon uitgezonden elektronenstraal door de condensor gaat langs de optische as van het spiegellichaam in het vacuümkanaal en door de condensor wordt gecondenseerd tot een scherpe, heldere en uniforme lichtvlek , en verlicht het monster in de monsterkamer. Op; de elektronenbundel draagt na het passeren van het monster de structurele informatie in het monster, de hoeveelheid elektronen die door het dichte deel van het monster gaat is klein en de hoeveelheid elektronen die door het dunne deel gaat is meer; na de focussering en primaire vergroting van de objectieflens, voert de elektronenstraal de tussenlens die de onderste trap binnenkomt en de eerste en tweede projectiespiegels uitgebreide vergrotingsbeelden uit, en tenslotte wordt het vergrote elektronische beeld geprojecteerd op het fluorescerende scherm in de observatieruimte ; het fluorescerende scherm zet het elektronische beeld om in een zichtbaar lichtbeeld dat gebruikers kunnen observeren. In dit gedeelte worden respectievelijk de hoofdstructuur en het principe van elk systeem geïntroduceerd.
Principes voor beeldvorming met een transmissie-elektronenmicroscoop
Het beeldvormingsprincipe van een transmissie-elektronenmicroscoop kan in drie situaties worden verdeeld:
1. Absorptiebeeld: wanneer elektronen een monster met een hoge massa en dichtheid raken, is verstrooiing het belangrijkste fasevormende effect. Waar de massa en dikte van het monster groter zijn, is de verstrooiingshoek van elektronen groter, gaan er minder elektronen doorheen en is de helderheid van het beeld donkerder. Vroege transmissie-elektronenmicroscopen waren op dit principe gebaseerd.
2. Diffractiebeeld: nadat de elektronenstraal door het monster is afgebogen, komt de diffractiegolfamplitudeverdeling op verschillende posities van het monster overeen met het verschillende diffractievermogen van elk deel van het kristal in het monster. De amplitudeverdeling van afgebogen golven is niet uniform, wat de verdeling van kristaldefecten weerspiegelt.
3. Fasebeeld: wanneer het monster dunner is dan 100Å, kunnen elektronen door het monster gaan en kan de golfamplitudeverandering worden genegeerd en komt de beeldvorming voort uit de faseverandering.
Gebruik van transmissie-elektronenmicroscopie
Transmissie-elektronenmicroscopie wordt veel gebruikt in materiaalkunde en biologie. Omdat elektronen gemakkelijk worden verstrooid of geabsorbeerd door objecten, is de penetratie laag en zullen de dichtheid en dikte van het monster de uiteindelijke beeldkwaliteit beïnvloeden. Dunnere ultradunne secties moeten worden voorbereid, meestal 50-100 nm. Daarom moet het monster voor observatie met een transmissie-elektronenmicroscoop zeer dun worden verwerkt. Veelgebruikte methoden zijn: ultradunne coupes, bevroren ultradunne coupes, vriesetsen, vriesfracturen enzovoort. Voor vloeibare monsters wordt het meestal waargenomen door het op een voorbehandeld koperen rooster te hangen.
