Краткое введение в просвечивающий электронный микроскоп
краткое введение
Принцип визуализации электронного и оптического микроскопа в основном один и тот же, но разница состоит в том, что первый использует электронный луч в качестве источника света, а электромагнитное поле — в качестве линзы. Кроме того, поскольку проникновение электронного луча очень слабое, образец, используемый для электронного микроскопа, должен быть изготовлен в виде ультратонких срезов толщиной около 50 нм. Такой срез необходимо делать с помощью ультрамикротома. Увеличение электронного микроскопа может достигать почти миллиона раз, и он состоит из пяти частей: системы освещения, системы формирования изображений, вакуумной системы, системы регистрации и системы питания. В случае разделения основными частями являются электронная линза и система регистрации изображений, которые состоят из электронной пушки, конденсатора, комнаты для образцов, объектива, дифракционного зеркала, промежуточного зеркала, проекционного зеркала, флуоресцентного экрана и камеры, помещенной в вакуум.
Электронный микроскоп — это микроскоп, который использует электроны, чтобы показать внутреннюю часть или поверхность объекта. Длина волны высокоскоростных электронов короче, чем у видимого света (частично-волновой дуализм), а разрешение микроскопа ограничено используемой длиной волны, поэтому теоретическое разрешение электронного микроскопа (около 0,1 нм) ) значительно выше, чем у оптического микроскопа (около 200 нм).
Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ), называемый просвечивающим электронным микроскопом [1], проецирует ускоренный и концентрированный электронный луч на очень тонкий образец, и электроны сталкиваются с атомами в образце, меняя направление, вызывая тем самым твердое угловое рассеяние. Угол рассеяния связан с плотностью и толщиной образца, поэтому могут формироваться изображения с различной яркостью, и изображения будут отображаться на устройствах формирования изображений (таких как флуоресцентные экраны, пленки и компоненты светочувствительной связи) после усиления и фокусировки.
Поскольку длина волны де Бройля электронов очень коротка, разрешение просвечивающего электронного микроскопа намного выше, чем у оптического микроскопа, который может достигать {{0}}.1 ~ 0,2 нм, а увеличение составляет десятки тысяч. ~ миллионы раз. Поэтому с помощью просвечивающего электронного микроскопа можно наблюдать тонкую структуру образца, даже структуру всего одного столбца атомов, которая в десятки тысяч раз меньше самой мелкой структуры, которую можно наблюдать в оптический микроскоп. ПЭМ является важным аналитическим методом во многих научных областях, связанных с физикой и биологией, таких как исследования рака, вирусология, материаловедение, нанотехнологии, исследования полупроводников и так далее.
При небольшом увеличении контраст ПЭМ-изображений в основном вызван разным поглощением электронов, вызванным разной толщиной и составом материалов. Однако при большом увеличении сложное колебание приведет к разной яркости изображения, поэтому для анализа полученного изображения необходимы профессиональные знания. Используя различные режимы ПЭМ, образцы можно визуализировать по химическим характеристикам, ориентации кристаллов, электронной структуре, фазовому сдвигу электронов, вызванному образцами, и обычному поглощению электронов.
