Bắt đầu với Kính hiển vi điện tử truyền qua
Kính hiển vi điện tử truyền qua (viết tắt là TEM), có thể nhìn thấy trong kính hiển vi quang học không thể nhìn rõ ở cấu trúc vi mô nhỏ hơn 0.2 um, những cấu trúc này được gọi là cấu trúc vi mô phụ hoặc cấu trúc siêu vi mô. Để nhìn rõ các cấu trúc này, cần chọn nguồn sáng có bước sóng ngắn hơn để cải thiện độ phân giải của kính hiển vi.
Giới thiệu
Nguyên lý hình ảnh của kính hiển vi điện tử và kính hiển vi quang học về cơ bản là giống nhau, điểm khác biệt là loại trước sử dụng chùm tia điện tử làm nguồn sáng và trường điện từ làm thấu kính. Ngoài ra, do tia điện tử có khả năng xuyên thấu yếu nên mẫu vật dùng cho kính hiển vi điện tử phải được chế tạo thành lát siêu mỏng có độ dày khoảng 50nm. Những lát cắt như vậy cần phải được thực hiện bằng máy cắt siêu vi. Kính hiển vi điện tử có độ phóng đại lên tới gần một triệu lần, bởi hệ thống chiếu sáng, hệ thống tạo ảnh, hệ thống chân không, hệ thống ghi hình, hệ thống cấp điện gồm 5 phần, nếu chia nhỏ ra: phần chính là thấu kính điện tử và hệ thống ghi ảnh, được đặt trong một chân không bằng súng điện tử, gương ngưng tụ, buồng vật, vật kính, gương khúc xạ, gương trung gian, gương chiếu, màn huỳnh quang và camera.
Kính hiển vi điện tử là kính hiển vi sử dụng các điện tử để hình dung bên trong hoặc bề mặt của vật thể. Bước sóng của các electron tốc độ cao ngắn hơn bước sóng của ánh sáng khả kiến (lưỡng tính sóng-hạt) và độ phân giải của kính hiển vi bị giới hạn bởi bước sóng mà nó sử dụng, do đó độ phân giải lý thuyết của kính hiển vi điện tử (khoảng 0 0,1 nanomet) cao hơn nhiều so với kính hiển vi quang học (khoảng 200 nanomet).
Kính hiển vi điện tử truyền qua (Kính hiển vi điện tử truyền qua, viết tắt là TEM), hay gọi tắt là kính hiển vi điện tử truyền qua [1], chiếu một chùm electron được gia tốc và tổng hợp lên một mẫu rất mỏng, trong đó các electron thay đổi hướng bằng cách va chạm với các nguyên tử trong mẫu, dẫn đến tán xạ góc không gian. Độ lớn của góc tán xạ liên quan đến mật độ và độ dày của mẫu, do đó có thể hình thành các hình ảnh sáng và tối khác nhau và hình ảnh sẽ được hiển thị trên các thiết bị hình ảnh (ví dụ: màn hình phốt pho, phim và cụm ghép quang) sau khi phóng đại và lấy nét.
Do bước sóng De Broglie của electron rất ngắn nên độ phân giải của kính hiển vi điện tử truyền qua cao hơn nhiều so với kính hiển vi quang học, đạt {0}},1 đến 0,2 nm, với độ phóng đại hàng chục nghìn đến hàng triệu lần. Kết quả là, việc sử dụng kính hiển vi điện tử truyền qua có thể được sử dụng để quan sát cấu trúc tinh tế của mẫu, hoặc thậm chí cấu trúc của chỉ một hàng nguyên tử, nhỏ hơn hàng chục nghìn lần so với cấu trúc nhỏ nhất có thể quan sát được bằng kính hiển vi điện tử truyền qua. kính hiển vi quang học. TEM là một phương pháp phân tích quan trọng trong nhiều lĩnh vực khoa học liên quan đến vật lý trung tính và sinh học, như nghiên cứu ung thư, virus học, khoa học vật liệu, cũng như công nghệ nano, nghiên cứu chất bán dẫn, v.v.
Ở độ phóng đại thấp hơn, độ tương phản của hình ảnh TEM chủ yếu là do độ dày và thành phần vật liệu khác nhau dẫn đến sự hấp thụ điện tử khác nhau. Khi độ phóng đại cao, các hiệu ứng dao động phức tạp gây ra sự khác biệt về độ sáng của hình ảnh và do đó cần có chuyên môn để phân tích hình ảnh thu được. Bằng cách sử dụng các chế độ khác nhau của TEM, có thể phân tích mẫu theo tính chất hóa học, hướng tinh thể, cấu trúc điện tử, sự dịch pha điện tử do mẫu gây ra và sự hấp thụ điện tử thông thường trên mẫu.
cũng như sự hấp thụ thông thường của electron vào mẫu.
TEM đầu tiên được phát triển bởi Max Knorr và Ernst Ruska vào năm 1931, nhóm nghiên cứu này đã phát triển TEM đầu tiên có độ phân giải vượt quá độ phân giải của ánh sáng khả kiến vào năm 1933, trong khi TEM thương mại đầu tiên được phát triển vào năm 1939.
