Breve introduzione al microscopio elettronico a trasmissione
breve introduzione
Il principio di imaging del microscopio elettronico e del microscopio ottico è fondamentalmente lo stesso, ma la differenza è che il primo utilizza il fascio di elettroni come sorgente luminosa e il campo elettromagnetico come lente. Inoltre, poiché la penetrazione del fascio di elettroni è molto debole, il campione utilizzato per il microscopio elettronico deve essere tagliato in sezioni ultrasottili con uno spessore di circa 50 nm. Questo tipo di fetta deve essere realizzata con un ultramicrotomo. L'ingrandimento di un microscopio elettronico può arrivare fino a quasi un milione di volte ed è composto da cinque parti: sistema di illuminazione, sistema di imaging, sistema di vuoto, sistema di registrazione e sistema di alimentazione. Se suddivise, le parti principali sono lenti elettroniche e sistema di registrazione delle immagini, composti da cannone elettronico, condensatore, camera campioni, lente obiettivo, specchio di diffrazione, specchio intermedio, specchio di proiezione, schermo fluorescente e telecamera posizionata nel vuoto.
Un microscopio elettronico è un microscopio che utilizza gli elettroni per mostrare l'interno o la superficie di un oggetto. La lunghezza d'onda degli elettroni ad alta velocità è inferiore a quella della luce visibile (dualità onda-particella) e la risoluzione del microscopio è limitata dalla lunghezza d'onda utilizzata, quindi la risoluzione teorica del microscopio elettronico (circa 0,1 nm ) è molto più elevata di quella del microscopio ottico (circa 200 nm).
Il microscopio elettronico a trasmissione (TEM), denominato microscopio elettronico a trasmissione [1], proietta il fascio di elettroni accelerato e concentrato su un campione molto sottile e gli elettroni si scontrano con gli atomi nel campione per cambiare direzione, producendo così una solida diffusione angolare. L'angolo di diffusione è correlato alla densità e allo spessore del campione, quindi si possono formare immagini con luminosità diversa e le immagini verranno visualizzate su dispositivi di imaging (come schermi fluorescenti, pellicole e componenti di accoppiamento fotosensibili) dopo l'amplificazione e la messa a fuoco.
Poiché la lunghezza d'onda degli elettroni di De Broglie è molto breve, la risoluzione del microscopio elettronico a trasmissione è molto più elevata di quella del microscopio ottico, che può raggiungere {{0}}.1 ~ 0,2 nm e l'ingrandimento è di decine di migliaia ~ milioni di volte. Pertanto, con il microscopio elettronico a trasmissione è possibile osservare la struttura fine del campione, anche la struttura di una sola colonna di atomi, che è decine di migliaia di volte più piccola della struttura più piccola osservabile al microscopio ottico. Il TEM è un metodo analitico importante in molti campi scientifici legati alla fisica e alla biologia, come la ricerca sul cancro, la virologia, la scienza dei materiali, la nanotecnologia, la ricerca sui semiconduttori e così via.
Quando l'ingrandimento è basso, il contrasto dell'imaging TEM è causato principalmente dal diverso assorbimento degli elettroni causato dal diverso spessore e composizione dei materiali. Tuttavia, quando l'ingrandimento è elevato, la complessa fluttuazione causerà una diversa luminosità dell'immagine, quindi è necessaria una conoscenza professionale per analizzare l'immagine ottenuta. Utilizzando diverse modalità TEM, i campioni possono essere ripresi in base alle caratteristiche chimiche, all'orientamento dei cristalli, alla struttura elettronica, allo sfasamento degli elettroni causato dai campioni e al consueto assorbimento degli elettroni.
