Transmisyon elektron mikroskobunun çalışma prensibi ve uygulaması
Transmisyon elektron mikroskobu (kısaca TEM), optik mikroskop altında açıkça görülemeyen {{0}}.2um'den daha küçük ince yapıları görebilir. Bu yapılara Üstyapı veya Üstyapı denir. Bu yapıları net bir şekilde görebilmek için mikroskobun çözünürlüğünü artıracak daha kısa dalga boylu bir ışık kaynağı seçmek gerekir. Ruska, 1932'de ışık kaynağı olarak elektron ışınını kullanan Transmisyon elektron mikroskobunu icat etti. Elektron ışınının dalga boyu, görünür ışık ve ultraviyole ışıktan çok daha kısadır ve elektron ışınının dalga boyu, voltajın kareköküyle ters orantılıdır. Yayılan elektron ışınının miktarı, yani voltaj ne kadar yüksek olursa dalga boyu da o kadar kısa olur. Şu anda TEM'in çözünürlüğü 0,2 nm'ye ulaşabiliyor.
Transmisyon elektron mikroskobunun çalışma prensibi, elektron tabancası tarafından yayılan elektron ışınının, vakum kanalındaki ayna gövdesinin optik ekseni boyunca yoğunlaştırıcıdan geçmesi ve ardından onu keskin, parlak ve düzgün bir ışık noktasına yakınsamasıdır. numune odasındaki numunenin üzerinde parlayan yoğunlaştırıcı; Numunenin içinden geçen elektron ışını, yoğun alanlardan daha az elektronun, seyrek alanlardan ise daha fazla elektronun geçmesiyle numune içindeki yapısal bilgiyi taşır; Objektif merceğin odaklanması ve birincil büyütülmesinden sonra, elektron ışını, kapsamlı büyütmeli görüntüleme için ara merceğe ve alt seviyedeki birinci ve ikinci projeksiyon aynalarına girer. Güçlendirilmiş elektron görüntüsü nihayet gözlem odasındaki floresan ekran plakasına yansıtılır; Floresan ekran, elektronik görüntüleri kullanıcıların gözlemleyebileceği görünür ışık görüntülerine dönüştürür. Bu bölümde her sistemin ana yapıları ve ilkeleri ayrı ayrı tanıtılacaktır.
Transmisyon elektron mikroskobunun görüntüleme prensibi
Transmisyon elektron mikroskobunun görüntüleme prensibi üç duruma ayrılabilir:
1. Soğurma görüntüsü: Yüksek kütle ve yoğunluğa sahip numuneler üzerine elektronlar yayıldığında ana faz oluşumu saçılmadır. Numune üzerinde büyük kütle ve kalınlığa sahip alanlar, elektronların saçılma açısının daha büyük olduğu, içinden daha az elektron geçtiği ve görüntünün parlaklığının daha koyu olduğu bölgelerdir. Erken Transmisyon elektron mikroskobu bu prensibe dayanıyordu.
2. Kırınım görüntüsü: Elektron ışını numune tarafından kırıldıktan sonra, kırılan dalganın numunenin farklı pozisyonlarındaki genlik dağılımı, numunedeki kristalin her bir parçasının farklı kırınım yeteneğine karşılık gelir. Kristalografik kusur ortaya çıktığında, kusurlu kısmın kırınım yeteneği tüm alandan farklıdır, böylece kırınmış dalganın genlik dağılımı düzensiz olur ve Kristalografik kusurun dağılımını yansıtır.
3. Faz görüntüsü: Numune 100 Å'den ince olduğunda elektronlar numunenin içinden geçebilir ve dalganın genlik değişimi göz ardı edilebilir. Görüntüleme fazdaki değişiklikten gelir.
Transmisyon elektron mikroskobunun kullanımı
Transmisyon elektron mikroskobu malzeme bilimi ve biyolojide yaygın olarak kullanılmaktadır. Elektronların nesneler tarafından saçılmaya veya absorbe edilmeye yatkınlığı nedeniyle penetrasyon kuvveti düşüktür ve numunenin yoğunluğu, kalınlığı ve diğer faktörleri nihai görüntüleme kalitesini etkileyebilir. Bu nedenle, genellikle 50-100nm olmak üzere daha ince ultra ince dilimler hazırlamak gerekir. Bu nedenle Transmisyon elektron mikroskobu ile gözlemlenen numunelerin çok ince işlenmesi gerekir. Yaygın olarak kullanılan yöntemler şunları içerir: ultra ince kesit yöntemi, dondurulmuş ultra ince kesit yöntemi, dondurulmuş dağlama yöntemi, dondurulmuş kırılma yöntemi vb. Sıvı numuneler için, genellikle önceden işlenmiş bakır tel örgünün asılmasıyla gözlemlenir.
