Преглед трансмисионе електронске микроскопије
Трансмисиони електронски микроскоп (ТЕМ скраћено) може да види фине структуре мање од 0.2ум које се не могу јасно видети под оптичким микроскопима. Ове структуре се називају субмикроструктуре или ултраструктуре. Да бисте јасно видели ове структуре, потребно је изабрати извор светлости са краћом таласном дужином како би се побољшала резолуција микроскопа.
Увод
Принцип снимања електронског микроскопа и оптичког микроскопа је у основи исти, разлика је у томе што први користи електронски сноп као извор светлости и електромагнетно поље као сочиво. Поред тога, пошто је пенетрациона моћ електронског снопа веома слаба, узорак који се користи за електронски микроскоп мора бити направљен у ултра танак пресек дебљине око 50 нм. Овај комад треба направити ултрамикротомом. Увећање електронског микроскопа може достићи и до скоро милион пута. Састоји се од пет делова: система осветљења, система за снимање, вакуумског система, система за снимање и система напајања. Ако је подељен: главни део је електронско сочиво и систем за снимање слике. Електронски топови, кондензаторска огледала, коморе за узорке, сочива објектива, дифракциона огледала, средња огледала, огледала за пројекцију, флуоресцентни екрани и камере у вакууму.
Електронски микроскоп је микроскоп који користи електроне да открије унутрашњост или површину објекта. Таласна дужина електрона велике брзине је краћа од таласне дужине видљиве светлости (дуалност таласа и честица), а резолуција микроскопа је ограничена таласном дужином коју користи. Стога је теоријска резолуција електронског микроскопа (око 0.1 нанометара) много већа од оне оптичког микроскопа. брзина (око 200 нм).
Трансмисиони електронски микроскоп (ТЕМ скраћено), назван трансмисиони електронски микроскоп [1], је да пројектује убрзани и концентрисани електронски сноп на веома танак узорак, а електрони се сударају са атомима у узорку да би променили смер, чиме се стварајући расејање под чврстим углом. . Величина угла расејања је повезана са густином и дебљином узорка, тако да се могу формирати слике различите осветљености и таме, а слике ће бити приказане на уређајима за снимање (као што су флуоресцентни екрани, филмови и фотоосетљиве компоненте за спајање) након зумирања и фокусирања.
Због веома кратке де Брољове таласне дужине електрона, резолуција трансмисионог електронског микроскопа је много већа од оне оптичког микроскопа, који може да достигне 0.1-0.2нм, а увећање је десетине хиљада до милион пута. Због тога се коришћењем трансмисионе електронске микроскопије може посматрати фина структура узорака, чак и структура само једне колоне атома, која је десетинама хиљада пута мања од најмање структуре која се може посматрати оптичком микроскопијом. ТЕМ је важна аналитичка метода у многим научним областима везаним за физику и биологију, као што су истраживање рака, вирологија, наука о материјалима, као и нанотехнологија, истраживање полупроводника итд.
При малим увећањима, контраст у ТЕМ снимању је углавном због различите апсорпције електрона због различите дебљине и састава материјала. Када је вишеструко увећање велико, сложене флуктуације ће узроковати разлике у осветљености слике, па је за анализу добијене слике потребно стручно знање. Коришћењем различитих режима ТЕМ, могуће је приказати узорак према његовим хемијским својствима, кристалографској оријентацији, електронској структури, електронском фазном померању узорка и генерално по апсорпцији електрона.
Први ТЕМ су развили Макс Нор и Ернст Руска 1931. године, ова истраживачка група је развила први ТЕМ са резолуцијом изнад видљиве светлости 1933. године, а први комерцијални ТЕМ 1939. године са успехом.
Велики ТЕМ
Трансмисиони електронски микроскопи великих размера (конвенционални ТЕМ) углавном користе 80-300кВ напон убрзања електронског снопа. Различити модели одговарају различитим напонима убрзања електронског снопа. Резолуција је повезана са напоном убрзања електронског снопа, који може да достигне 0.2-0.1нм. Врхунски модели могу постићи разликовање на атомском нивоу.
Нисконапонски ТЕМ
Напон убрзања електронског снопа (5кВ) који се користи у нисконапонском малом ТЕМ (Лов-Волтаге елецтрон мицросцопе, ЛВЕМ) је много нижи од напона великог ТЕМ. Нижи напон убрзања ће повећати јачину интеракције између електронског снопа и узорка, чиме се побољшава контраст и контраст слике, посебно погодан за узорке као што су полимери и биологија; у исто време, нисконапонски трансмисиони електронски микроскоп ће изазвати мање штете на узорку.
Резолуција је нижа од резолуције великог електронског микроскопа, 1-2нм. Због ниског напона, ТЕМ, СЕМ и СТЕМ се могу комбиновати у једном уређају
Црио-ЕМ
Криомикроскопија је обично опремљена опремом за замрзавање узорака на обичном трансмисионом електронском микроскопу како би се узорак охладио на температуру течног азота (77К), који се користи за посматрање узорака осетљивих на температуру као што су протеини и биолошки резови. Замрзавање узорка може се смањити оштећење узорка снопом електрона, смањити деформација узорка и добити реалистичнији облик узорка.
