Princíp činnosti a aplikácia transmisnej elektrónovej mikroskopie
Transmisná elektrónová mikroskopia (skrátene TEM) dokáže vidieť jemné štruktúry menšie ako {{0}}}.2um, ktoré nie je možné jasne vidieť pod optickým mikroskopom. Tieto štruktúry sa nazývajú ultraštruktúra alebo ultraštruktúra. Aby ste tieto štruktúry jasne videli, je potrebné zvoliť svetelný zdroj s kratšou vlnovou dĺžkou, aby sa zlepšila rozlišovacia schopnosť mikroskopu. Ruska vynašla transmisnú elektrónovú mikroskopiu s elektrónovým lúčom ako zdrojom svetla v roku 1932. Vlnová dĺžka elektrónového lúča je oveľa kratšia ako viditeľné svetlo a ultrafialové svetlo a vlnová dĺžka elektrónového lúča je nepriamo úmerná druhej odmocnine napätia emitovaného elektrónového lúča, teda čím vyššie napätie, tým kratšia vlnová dĺžka. V súčasnosti môže rozlíšenie TEM dosiahnuť 0,2 nm.
Princíp fungovania transmisnej elektrónovej mikroskopie spočíva v tom, že elektrónový lúč vyžarovaný elektrónovou pištoľou prechádza cez kondenzátor pozdĺž optickej osi telesa zrkadla vo vákuovom kanáli a potom ho konverguje do ostrého, jasného a rovnomerného svetelného bodu cez kondenzátor, ktorý svieti na vzorku vo vzorkovni; Elektrónový lúč prechádzajúci vzorkou nesie štruktúrnu informáciu vo vnútri vzorky, pričom cez husté oblasti prechádza menej elektrónov a cez riedke oblasti prechádza viac elektrónov; Po zaostrení a primárnom zväčšení šošovky objektívu elektrónový lúč vstupuje do medzišošovky a do prvého a druhého projekčného zrkadla nižšej úrovne pre komplexné zobrazenie zväčšenia. Zosilnený elektrónový obraz sa nakoniec premietne na fluorescenčnú platňu obrazovky v pozorovacej miestnosti; Fluorescenčná obrazovka premieňa elektronické obrázky na obrázky viditeľného svetla, ktoré môžu používatelia pozorovať. Táto časť predstaví hlavné štruktúry a princípy každého systému samostatne.
Zobrazovací princíp transmisnej elektrónovej mikroskopie
Princíp zobrazovania transmisnej elektrónovej mikroskopie možno rozdeliť do troch prípadov:
1. Absorpčný obraz: Keď sú elektróny emitované na vzorky s vysokou hmotnosťou a hustotou, hlavnou fázou je rozptyl. Oblasti s veľkou hmotnosťou a hrúbkou na vzorke majú väčší uhol rozptylu elektrónov, prejde nimi menej elektrónov a jas obrazu je tmavší. Skorá transmisná elektrónová mikroskopia bola založená na tomto princípe.
2. Difrakčný obraz: po difrakcii elektrónového lúča vzorkou zodpovedá rozloženie amplitúdy difraktovanej vlny v rôznych polohách vzorky rôznej difrakčnej schopnosti každej časti kryštálu vo vzorke. Keď sa objaví kryštalografický defekt, difrakčná schopnosť chybnej časti je odlišná od celej oblasti, takže amplitúdové rozloženie difraktovanej vlny je nerovnomerné, čo odráža rozloženie kryštalografického defektu.
3. Fázový obraz: Keď je vzorka tenšia ako 100 Á, elektróny môžu prechádzať cez vzorku a zmenu amplitúdy vlny možno ignorovať. Zobrazovanie pochádza zo zmeny fázy.
Použitie transmisnej elektrónovej mikroskopie
Transmisná elektrónová mikroskopia je široko používaná v materiálovej vede a biológii. V dôsledku náchylnosti elektrónov na rozptyl alebo absorpciu predmetmi je sila prieniku nízka a hustota, hrúbka a ďalšie faktory vzorky môžu ovplyvniť výslednú kvalitu zobrazenia. Preto je potrebné pripraviť tenšie ultratenké plátky, zvyčajne 50-100nm. Preto je potrebné vzorky pozorované transmisnou elektrónovou mikroskopiou upravovať veľmi tenko. Medzi bežne používané metódy patria: metóda ultratenkého rezu, metóda zmrazeného ultratenkého rezu, metóda zmrazeného leptania, metóda zmrazeného lomu atď. Pri tekutých vzorkách sa zvyčajne pozoruje zavesením vopred upraveného medeného drôteného pletiva.
