اصل کار و کاربرد میکروسکوپ الکترونی عبوری

اصل کار و کاربرد میکروسکوپ الکترونی عبوری

میکروسکوپ الکترونی انتقالی (به اختصار TEM) می‌تواند ریزساختارهای کوچک‌تر از {{0}}.2um را ببیند که به وضوح زیر میکروسکوپ‌های نوری دیده نمی‌شوند. به این سازه ها زیر ریزساختار یا فراساختار می گویند. برای مشاهده واضح این ساختارها، لازم است منبع نوری با طول موج کوتاهتر انتخاب شود تا وضوح میکروسکوپ بهبود یابد. در سال 1932، Ruska میکروسکوپ الکترونی عبوری را با پرتو الکترونی به عنوان منبع نور اختراع کرد. طول موج پرتو الکترونی بسیار کوتاهتر از نور مرئی و نور فرابنفش است و طول موج پرتو الکترونی با جذر ولتاژ پرتو الکترونی گسیل شده نسبت معکوس دارد، یعنی ولتاژ بالاتر است. هر چه طول موج کوتاهتر باشد. در حال حاضر، وضوح TEM می تواند به 0.2 نانومتر برسد.

اصل کار میکروسکوپ الکترونی عبوری این است که پرتو الکترونی ساطع شده توسط تفنگ الکترونی از طریق عدسی کندانسور در امتداد محور نوری بدنه آینه در کانال خلاء عبور می کند و آن را به یک دسته از نقاط نوری تیز، روشن و یکنواخت همگرا می کند. از طریق لنز کندانسور، نمونه را در محفظه نمونه تابش می کند. در بالا؛ پس از عبور از نمونه، پرتو الکترونی اطلاعات ساختاری را در داخل نمونه حمل می کند، مقدار الکترون هایی که از قسمت متراکم نمونه عبور می کنند کم است و مقدار الکترون هایی که از قسمت پراکنده عبور می کنند بیشتر است. پس از تنظیم همگرایی و تقویت اولیه عدسی شیئی، پرتو الکترونی عدسی میانی که وارد مرحله پایینی می شود و آینه های پیش بینی اول و دوم تصویربرداری بزرگنمایی جامع انجام می دهند و در نهایت تصویر الکترونیکی بزرگنمایی شده بر روی صفحه فلورسنت در اتاق رصد نمایش داده می شود. ; صفحه نمایش فلورسنت تصویر الکترونیکی را به یک تصویر نور مرئی برای مشاهده کاربران تبدیل می کند. در این بخش به ترتیب ساختارها و اصول اصلی هر سیستم معرفی خواهد شد.

اصول تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی عبوری
1. تصویر جذب: هنگامی که الکترون ها به نمونه ای با جرم و چگالی بالا برخورد می کنند، تشکیل فاز اصلی در حال پراکندگی است. در جایی که ضخامت جرم نمونه زیاد است، زاویه پراکندگی الکترون ها زیاد است و الکترون های کمتری از آن عبور می کنند، بنابراین روشنایی تصویر تیره تر است. میکروسکوپ های الکترونی عبوری اولیه بر این اصل بنا شده بودند.

2. تصویر پراش: پس از پراش پرتو الکترونی توسط نمونه، توزیع دامنه موج پراش شده در موقعیت های مختلف نمونه با قابلیت های پراش متفاوت هر قسمت از کریستال در نمونه مطابقت دارد. هنگامی که یک نقص کریستالی رخ می دهد، قابلیت پراش قسمت معیوب با ناحیه کامل متفاوت است، به طوری که توزیع دامنه امواج پراش یکنواخت نیست و منعکس کننده توزیع عیوب کریستالی است.

3. تصویر فاز: هنگامی که نمونه نازکتر از 100A باشد، الکترون ها می توانند از نمونه عبور کنند، تغییر دامنه موج را می توان نادیده گرفت و تصویربرداری از تغییر فاز حاصل می شود.