Принцип работы просвечивающего электронного микроскопа
Трансмиссионный электронный микроскоп (сокращенно трансмиссионный электронный микроскоп, ПЭМ) позволяет увидеть микроструктуры размером менее {{0}},2 мкм, которые невозможно четко увидеть под оптическим микроскопом. Эти структуры называются субмикроструктурами или ультраструктурами. Чтобы четко увидеть эти структуры, необходимо выбрать источник света с более короткой длиной волны, чтобы увеличить разрешение микроскопа. В 1932 году Руска изобрел просвечивающий электронный микроскоп с электронным пучком в качестве источника света. Длина волны электронного луча намного короче, чем у видимого света и ультрафиолетового света, а длина волны электронного луча обратно пропорциональна квадратному корню из напряжения испускаемого электронного луча, то есть тем выше напряжение. тем короче длина волны. В настоящее время разрешение ПЭМ может достигать 0,2 нм.
Принцип работы просвечивающего электронного микроскопа заключается в том, что электронный пучок, испускаемый электронной пушкой, проходит через конденсор вдоль оптической оси корпуса зеркала в вакуумном канале и конденсируется конденсором в резкое, яркое и однородное световое пятно. и освещает образец в камере для образцов. На; электронный пучок после прохождения образца несет структурную информацию внутри образца, количество электронов, проходящих через плотную часть образца, мало, а количество электронов, проходящих через разреженную часть, больше; после фокусировки и первичного увеличения линзы объектива электронный луч. Промежуточная линза, входящая в нижнюю ступень, и первое и второе проекционные зеркала выполняют изображение с всесторонним увеличением, и, наконец, увеличенное электронное изображение проецируется на флуоресцентный экран в комнате наблюдения. ; флуоресцентный экран преобразует электронное изображение в изображение в видимом свете, которое пользователи могут наблюдать. В этом разделе будет представлена основная структура и принцип каждой системы соответственно.
Принципы визуализации с помощью трансмиссионного электронного микроскопа
Принцип изображения просвечивающего электронного микроскопа можно разделить на три ситуации:
1. Изображение поглощения: когда электроны попадают на образец с большой массой и плотностью, основным фазообразующим эффектом является рассеяние. Там, где масса и толщина образца больше, угол рассеяния электронов больше, и проходит меньше электронов, а яркость изображения темнее. На этом принципе основывались ранние просвечивающие электронные микроскопы.
2. Дифракционное изображение: после того, как электронный пучок дифрагирует на образце, распределение амплитуды дифрагированной волны в разных положениях образца соответствует разной дифракционной способности каждой части кристалла в образце. Распределение амплитуд дифрагированных волн неоднородно, что отражает распределение дефектов кристалла.
3. Фазовое изображение: когда образец тоньше 100 Å, электроны могут проходить через образец, и изменением амплитуды волны можно пренебречь, и изображение получается из фазового изменения.
Использование трансмиссионной электронной микроскопии
Трансмиссионная электронная микроскопия широко используется в материаловедении и биологии. Поскольку электроны легко рассеиваются или поглощаются объектами, проникновение низкое, а плотность и толщина образца будут влиять на конечное качество изображения. Необходимо приготовить более тонкие ультратонкие срезы, обычно 50-100 нм. Поэтому образец для наблюдения с помощью просвечивающего электронного микроскопа необходимо обрабатывать очень тонко. Обычно используемые методы: ультратонкие срезы, замороженные ультратонкие срезы, замораживание-травление, замораживание-перелом и так далее. Для жидких проб обычно наблюдают, подвешивая на предварительно обработанной медной сетке.
