Funktionsprinzip und Anwendung der Transmissionselektronenmikroskopie
Mit dem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) können feine Strukturen kleiner als {{0}},2 µm beobachtet werden, die unter einem optischen Mikroskop nicht klar erkennbar sind. Diese Strukturen werden submikroskopische Strukturen oder Ultrastrukturen genannt. Um diese Strukturen klar zu erkennen, ist es notwendig, eine Lichtquelle mit kürzerer Wellenlänge zu wählen, um die Auflösung des Mikroskops zu verbessern. 1932 erfand Ruska ein Transmissionselektronenmikroskop, das einen Elektronenstrahl als Lichtquelle nutzte. Die Wellenlänge des Elektronenstrahls ist viel kürzer als sichtbares und ultraviolettes Licht, und die Wellenlänge des Elektronenstrahls ist umgekehrt proportional zur Quadratwurzel der Spannung des emittierten Elektronenstrahls, was bedeutet, dass die Wellenlänge umso kürzer ist, je höher die Spannung ist. Derzeit kann die Auflösung von TEM 0,2 nm erreichen.
Das Funktionsprinzip eines Transmissionselektronenmikroskops besteht darin, dass ein von einer Elektronenkanone emittierter Elektronenstrahl durch einen Kondensator entlang der optischen Achse des Spiegelkörpers in einem Vakuumkanal verläuft und durch diesen zu einem scharfen, hellen und gleichmäßigen Lichtstrahl konvergiert Kondensator, der die Probe in der Probenkammer bestrahlt; Der durch die Probe hindurchtretende Elektronenstrahl trägt die internen Strukturinformationen der Probe. Die Menge der Elektronen, die den dichten Teil der Probe passieren, ist geringer, während die Menge der Elektronen, die den dünnen Teil passieren, größer ist; Nach der Fokussierung und primären Vergrößerung durch die Objektivlinse tritt der Elektronenstrahl in die untere Zwischenlinse und den ersten und zweiten Projektionsspiegel ein, um eine umfassende Vergrößerungsabbildung zu ermöglichen. Abschließend wird das vergrößerte Elektronenbild auf den Leuchtschirm im Beobachtungsraum projiziert; Ein fluoreszierender Bildschirm wandelt elektronische Bilder in Bilder mit sichtbarem Licht um, die der Benutzer beobachten kann. In diesem Abschnitt werden die Hauptstrukturen und Prinzipien jedes Systems separat vorgestellt.
Die Einsatzmöglichkeiten der Transmissionselektronenmikroskopie
Die Transmissionselektronenmikroskopie wird in der Materialwissenschaft und Biologie häufig eingesetzt. Aufgrund der leichten Streuung oder Absorption von Elektronen durch Objekte ist die Durchdringungskraft gering und die Dichte, Dicke und andere Faktoren der Probe können die endgültige Bildqualität beeinflussen. Daher müssen dünnere, ultradünne Scheiben, normalerweise 50-100nm, hergestellt werden. Bei der Beobachtung mit einem Transmissionselektronenmikroskop muss die Probe daher sehr dünn bearbeitet werden. Zu den am häufigsten verwendeten Methoden gehören: Ultradünnschnittmethode, gefrorene Ultradünnschnittmethode, gefrorene Ätzmethode, gefrorene Bruchmethode usw. Bei flüssigen Proben wird dies normalerweise durch Aufhängen eines vorbehandelten Kupfernetzes beobachtet.
