İletim Elektron Mikroskobu Görüntüleme İlkelerine Giriş
Transmisyon elektron mikroskobunun yapısı iki bölümden oluşur: ana bölüm aydınlatma sistemi, görüntüleme sistemi ve gözlem stüdyosu; yardımcı kısım ise vakum sistemi ve elektrik sistemidir.
1. Aydınlatma sistemi
Sistem iki bölüme ayrılmıştır: elektron tabancası ve yoğunlaştırıcı. Bir elektron tabancası bir filaman (katot), bir ızgara ve bir anottan oluşur. Isıtma filamanı bir elektron ışını yayar. Anoda voltaj uygulandığında elektronlar hızlanır. Anot ve katot arasındaki potansiyel fark, toplam hızlanma voltajıdır. Enerji ile hızlandırılmış elektronlar anot plakasındaki deliklerden çıkarılır. Yayılan elektron demetinin enerjisi, hızlanan voltajla ilişkilidir ve ızgara, elektron demetinin şeklini kontrol etme rolünü oynar. Elektron ışını belirli bir sapma açısına sahiptir. Kondansatör merceği ayarlandıktan sonra, küçük veya hatta sıfır sapma açısına sahip paralel bir elektron ışını görülebilir. Elektron demetinin akım yoğunluğu (ışın akımı), yoğunlaştırıcı lensin akımı ayarlanarak ayarlanabilir.
Örnek üzerinde aydınlatılması gereken alanın boyutu büyütme ile ilgilidir. Büyütme ne kadar yüksek olursa, aydınlatılan alan o kadar küçük olur. Bu nedenle, numuneyi ışınlamak için daha ince bir elektron ışını gereklidir. Elektron tabancası tarafından doğrudan yayılan elektron ışınının ışın nokta boyutu daha büyüktür ve tutarlılık da zayıftır. Bu elektronları daha etkin kullanmak ve farklı büyütmelerdeki transmisyon elektron mikroskoplarının ihtiyaçlarını karşılamak için yüksek parlaklık ve iyi tutarlılığa sahip aydınlatma elektron ışınları elde etmek için, elektron tabancası tarafından yayılan elektron ışınlarının farklı ışın noktaları sağlamak üzere daha da yakınsaması gerekir. boyut. , yaklaşık paralel aydınlatma ışınları. Bu görev genellikle kondansatör adı verilen iki elektromanyetik mercek tarafından gerçekleştirilir. Şekilde, C1 ve C2 sırasıyla birinci ve ikinci yoğunlaştırıcıyı temsil etmektedir. C1 genellikle aynı kalır ve rolü, görüntünün boyutunu bir büyüklükten daha fazla azaltmak için elektron tabancalarının kesişimini ayarlamaktır. Ayrıca aydınlatma sistemine, numuneyi farklı eğim açılarında aydınlatmak için elektron ışınını 2 derece ila 3 derece aralığında kolayca eğebilen bir ışın eğme cihazı yerleştirilmiştir.
2. Görüntüleme sistemi
Sistem, numune haznesi, objektif lens, ara ayna, kontrast diyafram, kırınım diyaframı, projeksiyon lensi vb. elektronik optik elemanlar içerir. Numune haznesi, sık numune değişimlerinde ana gövdenin vakumunun zarar görmemesini sağlayan bir mekanizmaya sahiptir. . Numune, gözlemlenecek pozisyonu bulmak için X ve Y yönlerinde hareket ettirilebilir. Yakınsak mercek tarafından elde edilen paralel elektron ışını, numuneyi ışınlar ve numuneden geçtikten sonra numunenin özelliklerini yansıtan bilgileri taşır. Elektronik görüntü, objektif merceğin ve kontrast diyaframın etkisi altında oluşturulur ve daha sonra ara ayna ve projeksiyon merceği tarafından büyütülür. Son elektronik görüntü bir floresan ekranda elde edilir.
Aydınlatma sistemi, numuneden geçtikten sonra numunenin yapısal bilgilerini taşıyan ve farklı yönlerde yayılan tutarlı bir aydınlatıcı elektron ışını sağlar (örneğin, Bragg denklemini sağlayan bir kristal yüz grubu olduğunda, 2 açı oluşturulabilir). gelen ışın kırınımlı ışınla kesişen yön). Hedefler, aynı yayılma yönüne sahip numunenin farklı bölümlerinden gelecektir. Elektronlar arka odak düzleminde tek bir noktada birleşir ve farklı yönlerde hareket eden elektronlar buna göre farklı noktalar oluşturur. Sıfır saçılma açısına sahip doğrudan bir ışın, hedefin odak noktasında birleşerek merkezi bir nokta oluşturur. Bu şekilde, objektifin arka odak düzleminde bir kırınım deseni oluşturulur. Hedefin görüntü düzleminde, bu elektron ışınları tutarlı görüntüleme için yeniden birleşir. Ara merceğin mercek akımını ayarlayarak, ara merceğin nesne düzlemi ve objektif merceğinin arka odak düzlemi çakışır ve bu, floresan ekranda görüntülenebilmektedir. Yukarıda elde edilen kırınım modeli, ara merceğin nesne düzlemini, objektif merceğin görüntü düzlemi ile çakıştırabilir ve böylece bir mikroskobik görüntü elde edilebilir. İki ara aynanın işbirliği sayesinde kameranın uzunluğu ve büyütmesi daha geniş bir aralıkta ayarlanabilir.
3. Gözlem stüdyosu
Elektronik görüntü floresan ekrana yansıtılır. Floresan ışık, elektron ışını akımıyla orantılıdır. Fotoğraf çekmek için floresan ekran yerine elektronik kuru plaka kullanın. Kuru plakanın ışığa duyarlı yeteneği dalga boyu ile ilgilidir.
4. Vakum sistemi
Vakum sistemi mekanik pompa, yağ difüzyon pompası, iyon pompası, vakum ölçüm cihazı ve vakum boru hattından oluşur. İşlevi, mercek namlusundaki gazı çıkarmaktır, böylece mercek namlusunun vakum derecesi en az 10-5 Torr'a ulaşmalıdır ve en iyi vakum derecesi 10-9-10-10 Torr'a ulaşabilir. Vakum düşükse, elektronlar ve gaz molekülleri arasındaki çarpışmalar saçılmaya neden olabilir ve kontrastı etkileyebilir. Ayrıca elektron ızgarası ve anot arasında yüksek voltaj iyonizasyonuna neden olarak elektrotlar arası deşarja neden olur. Artık gazlar ayrıca filamanı aşındırabilir ve numuneyi kirletebilir.
5. Güç kontrol sistemi
Hızlanma voltajının ve lens manyetik akımının kararsızlığı ciddi renk sapmalarına neden olabilir ve elektron mikroskobunun çözünürlüğünü azaltabilir. Bu nedenle, hızlanan voltajın ve lens akımının kararlılığı, elektron mikroskobunun performansını ölçmek için önemli bir kriterdir. TEM devresi esas olarak aşağıdaki parçalardan oluşur: yüksek voltajlı DC güç kaynağı, lens uyarma güç kaynağı, saptırma bobini güç kaynağı, elektron tabancası filaman ısıtma güç kaynağı, vakum sistemi kontrol devresi, vakum pompası güç kaynağı, kamera sürücü cihazı ve otomatik pozlama devre.
Ayrıca birçok yüksek performanslı elektron mikroskobu, tarama aksesuarları, enerji spektroskopisi, elektron enerji kaybı spektroskopisi ile donatılmıştır.
