Nguyên lý hoạt động và ứng dụng của kính hiển vi điện tử truyền qua
Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) có thể quan sát các cấu trúc mịn nhỏ hơn {{0}}.2um mà không thể nhìn thấy rõ dưới kính hiển vi quang học. Những cấu trúc này được gọi là cấu trúc vi mô hoặc siêu cấu trúc. 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. Năm 1932, Ruska phát minh ra kính hiển vi điện tử truyền qua sử dụng chùm tia điện tử làm nguồn sáng. Bước sóng của chùm tia điện tử ngắn hơn nhiều so với ánh sáng nhìn thấy và tia cực tím, đồng thời bước sóng của chùm tia điện tử tỷ lệ nghịch với căn bậc hai điện áp của chùm tia điện tử phát ra, nghĩa là điện áp càng cao thì bước sóng càng ngắn. Hiện tại, độ phân giải của TEM có thể đạt tới 0,2nm.
Nguyên lý làm việc của kính hiển vi điện tử truyền qua là chùm tia điện tử do súng điện tử phát ra đi qua một thiết bị ngưng tụ dọc theo trục quang của thân gương trong kênh chân không và hội tụ thành chùm ánh sáng sắc nét, sáng và đồng đều qua gương. bình ngưng, được chiếu xạ lên mẫu bên trong buồng chứa mẫu; Chùm tia điện tử đi qua mẫu mang thông tin cấu trúc bên trong của mẫu. Lượng electron đi qua phần đậm đặc của mẫu ít hơn, trong khi lượng electron đi qua phần thưa thớt nhiều hơn; Sau khi lấy nét và phóng đại sơ cấp qua vật kính, chùm tia điện tử đi vào thấu kính trung gian phía dưới và gương chiếu thứ nhất và thứ hai để tạo ảnh phóng đại toàn diện. Cuối cùng, hình ảnh điện tử phóng đại được chiếu lên màn hình huỳnh quang trong phòng quan sát; Màn hình huỳnh quang chuyển đổi hình ảnh điện tử thành hình ảnh ánh sáng khả kiến để người dùng quan sát. Phần này sẽ giới thiệu các cấu trúc và nguyên tắc chính của từng hệ thống riêng biệt.
Ứng dụng của kính hiển vi điện tử truyền qua
Kính hiển vi điện tử truyền qua được sử dụng rộng rãi trong khoa học vật liệu và sinh học. Do vật thể dễ dàng tán xạ hoặc hấp thụ điện tử nên lực xuyên thấu thấp và mật độ, độ dày và các yếu tố khác của mẫu có thể ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh cuối cùng. Do đó, phải chuẩn bị các lát siêu mỏng mỏng hơn, thường là 50-100nm. Vì vậy khi quan sát bằng kính hiển vi điện tử truyền qua, mẫu cần được xử lý thật mỏng. Các phương pháp thường được sử dụng bao gồm: phương pháp cắt siêu mỏng, phương pháp cắt siêu mỏng đông lạnh, phương pháp ăn mòn đông lạnh, phương pháp gãy đông lạnh, v.v. Đối với các mẫu chất lỏng, người ta thường quan sát bằng cách treo lưới đồng đã qua xử lý trước.
