Principio di funzionamento e applicazione della microscopia elettronica a trasmissione
La microscopia elettronica a trasmissione (TEM in breve) può vedere strutture fini inferiori a {{0}}.2um che non possono essere viste chiaramente al microscopio ottico. Queste strutture sono chiamate Ultrastruttura o ultrastruttura. Per vedere chiaramente queste strutture, è necessario scegliere una sorgente luminosa a lunghezza d'onda più corta per migliorare la risoluzione del microscopio. Ruska ha inventato la microscopia elettronica a trasmissione con il fascio di elettroni come sorgente luminosa nel 1932. La lunghezza d'onda del fascio di elettroni è molto più corta della luce visibile e della luce ultravioletta e la lunghezza d'onda del fascio di elettroni è inversamente proporzionale alla radice quadrata della tensione del fascio di elettroni emesso, cioè maggiore è la tensione, minore è la lunghezza d'onda. Allo stato attuale, la risoluzione del TEM può raggiungere 0,2 nm.
Il principio di funzionamento della microscopia elettronica a trasmissione è che il fascio di elettroni emesso dal cannone elettronico passa attraverso il condensatore lungo l'asse ottico del corpo dello specchio nel canale del vuoto, quindi lo converge in un punto luminoso nitido, luminoso e uniforme attraverso il condensatore, che illumina il campione nella stanza dei campioni; Il fascio di elettroni che passa attraverso il campione trasporta l'informazione strutturale all'interno del campione, con meno elettroni che passano attraverso le aree dense e più elettroni che passano attraverso le aree sparse; Dopo la messa a fuoco e l'ingrandimento primario della lente dell'obiettivo, il fascio di elettroni entra nella lente intermedia e nel primo e nel secondo specchio di proiezione del livello inferiore per un'immagine di ingrandimento completa. L'immagine elettronica amplificata viene infine proiettata sullo schermo fluorescente nella sala di osservazione; Uno schermo fluorescente converte le immagini elettroniche in immagini a luce visibile affinché gli utenti possano osservarle. Questa sezione introdurrà separatamente le strutture e i principi principali di ciascun sistema.
Principio di imaging della microscopia elettronica a trasmissione
Il principio di imaging della microscopia elettronica a trasmissione può essere suddiviso in tre casi:
1. Immagine di assorbimento: quando gli elettroni vengono emessi su campioni con massa e densità elevate, la formazione della fase principale è di tipo scattering. Le aree con massa e spessore maggiori sul campione hanno un angolo di diffusione degli elettroni maggiore, passano meno elettroni e la luminosità dell'immagine è più scura. La prima microscopia elettronica a trasmissione era basata su questo principio.
2. Immagine di diffrazione: dopo che il fascio di elettroni è stato diffratto dal campione, la distribuzione dell'ampiezza dell'onda diffratta in diverse posizioni del campione corrisponde alla diversa capacità diffrattiva di ciascuna parte del cristallo nel campione. Quando compaiono difetti cristallografici, la capacità diffrattiva della parte difettosa è diversa dall'area completa, quindi la distribuzione dell'ampiezza dell'onda diffratta non è uniforme, riflettendo la distribuzione del difetto cristallografico.
3. Immagine di fase: quando il campione è più sottile di 100 Å, gli elettroni possono passare attraverso il campione e la variazione di ampiezza dell'onda può essere ignorata. L'immagine proviene dal cambiamento di fase.
Utilizzo della microscopia elettronica a trasmissione
La microscopia elettronica a trasmissione è ampiamente utilizzata nella scienza dei materiali e nella biologia. A causa della suscettibilità degli elettroni alla diffusione o all'assorbimento da parte degli oggetti, la forza di penetrazione è bassa e la densità, lo spessore e altri fattori del campione possono influenzare la qualità dell'immagine finale. Pertanto è necessario preparare fette ultrasottili più sottili, solitamente 50-100nm. Pertanto, i campioni osservati mediante microscopia elettronica a trasmissione devono essere trattati in modo molto sottile. I metodi comunemente utilizzati includono: metodo di sezionamento ultrasottile, metodo di sezionamento ultrasottile congelato, metodo di incisione congelata, metodo di frattura congelata, ecc. Per i campioni liquidi, di solito si osserva appendendo una rete metallica di rame pretrattata.
