Giới thiệu tóm tắt về kính hiển vi điện tử truyền qua
Tom lược
Nguyên lý hình ảnh của kính hiển vi điện tử và kính hiển vi quang học về cơ bản là giống nhau, nhưng 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 khả năng xuyên qua của chùm tia điện tử rất yếu nên mẫu dùng cho kính hiển vi điện tử phải được chế tạo thành những phần siêu mỏng có độ dày khoảng 50nm. Loại lát cắt này cần được thực hiện bằng máy siêu vi phẫu. Độ phóng đại của kính hiển vi điện tử có thể lên tới gần một triệu lần và nó bao gồm năm phần: hệ thống chiếu sáng, hệ thống hình ảnh, hệ thống chân không, hệ thống ghi âm và hệ thống cung cấp điện. Nếu chia nhỏ ra thì các bộ phận chính là thấu kính điện tử và hệ thống ghi ảnh, gồm có súng điện tử, tụ điện, phòng mẫu, vật kính, gương nhiễu xạ, gương trung gian, gương chiếu, màn huỳnh quang và camera đặt trong chân không.
Kính hiển vi điện tử là kính hiển vi sử dụng các điện tử để hiển thị 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 sử dụng, do đó độ phân giải lý thuyết của kính hiển vi điện tử (khoảng 0.1 nm ) cao hơn nhiều so với kính hiển vi quang học (khoảng 200 nm).
Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), còn gọi là kính hiển vi điện tử truyền qua [1], chiếu chùm tia điện tử được gia tốc và tập trung lên một mẫu rất mỏng và các electron va chạm với các nguyên tử trong mẫu để thay đổi hướng, do đó tạo ra sự tán xạ góc rắn. Góc tán xạ liên quan đến mật độ và độ dày của mẫu, do đó có thể hình thành các hình ảnh có độ sáng khác nhau và hình ảnh sẽ được hiển thị trên các thiết bị hình ảnh (như màn hình huỳnh quang, phim và các bộ phận ghép cảm quang) sau khi khuếch 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, có thể đạt tới {{0}}.1 ~ 0,2 nm và độ phóng đại hàng chục nghìn ~ hàng triệu lần. Do đó, kính hiển vi điện tử truyền qua có thể được sử dụng để quan sát cấu trúc tinh tế của mẫu, thậm chí là cấu trúc của chỉ một cột nguyên tử, nhỏ hơn hàng chục nghìn lần so với cấu trúc nhỏ nhất có thể quan sát được bằng kính hiển vi quang học. TEM là phương pháp phân tích quan trọng trong nhiều lĩnh vực khoa học liên quan đến vật lý và sinh học như nghiên cứu ung thư, virus học, khoa học vật liệu, công nghệ nano, nghiên cứu chất bán dẫn, v.v.
Khi độ phóng đại thấp, độ tương phản của ảnh TEM chủ yếu là do sự hấp thụ điện tử khác nhau gây ra bởi độ dày và thành phần vật liệu khác nhau. Tuy nhiên, khi độ phóng đại cao, sự dao động phức tạp sẽ gây ra độ sáng khác nhau của hình ảnh nên cần có kiến thức chuyên môn để phân tích hình ảnh thu được. Bằng cách sử dụng các chế độ TEM khác nhau, các mẫu có thể được chụp ảnh bằng các đặc tính hóa học, hướng tinh thể, cấu trúc điện tử, sự dịch chuyển pha điện tử do mẫu gây ra và sự hấp thụ điện tử thông thường.
