Anwendungen und Eigenschaften der Transmissionselektronenmikroskopie
Die Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) ist ein hochauflösendes Mikroskop zur Beobachtung der inneren Struktur von Proben. Dabei dringt ein Elektronenstrahl in die Probe ein und erzeugt ein projiziertes Bild, das dann interpretiert und analysiert wird, um die Mikrostruktur der Probe aufzudecken.
1. Elektronische Quelle
TEM verwendet einen Elektronenstrahl anstelle eines Lichtstrahls. Das vom Jifeng Electronic MA Laboratory ausgestattete Transmissionselektronenmikroskop der Talos-Serie verwendet eine Elektronenkanone mit ultrahoher Helligkeit, während das Transmissionselektronenmikroskop HF5000 mit sphärischer Aberration eine Kaltfeld-Elektronenkanone verwendet.
2. Vakuumsystem
Um die Wechselwirkung zwischen dem Elektronenstrahl und dem Gas vor dem Durchgang durch die Probe zu vermeiden, muss das gesamte Mikroskop unter Hochvakuumbedingungen gehalten werden.
3. Übertragungsbeispiel
Die Probe muss transparent sein, das heißt, dass der Elektronenstrahl sie durchdringen, mit ihr interagieren und ein projiziertes Bild erzeugen kann. Typischerweise liegt die Dicke der Probe im Nanometer- bis Submikrometerbereich. Jifeng Electronics ist mit Dutzenden FIBs der Helios 5-Serie zur Vorbereitung hochwertiger ultradünner TEM-Proben ausgestattet.
4. Elektronisches Übertragungssystem
Der Elektronenstrahl wird durch ein Übertragungssystem fokussiert. Diese Linsen ähneln Linsen in optischen Mikroskopen, aufgrund der viel kürzeren Wellenlänge von Elektronen im Vergleich zu Lichtwellen sind jedoch die Anforderungen an Design und Herstellung von Linsen höher.
5. Bildebene
Nach dem Durchgang durch die Probe gelangt der Elektronenstrahl in eine Bildebene. Auf dieser Ebene werden die Informationen des Elektronenstrahls in ein Bild umgewandelt und vom Detektor erfasst.
6. Detektor
Die gebräuchlichsten Detektoren sind Fluoreszenzbildschirme, CCD-Kameras (Charge Coupled Device) oder CMOS-Kameras (Complementary Metal Oxide Semiconductor Device). Wenn ein Elektronenstrahl mit einem Fluoreszenzschirm auf der Bildebene interagiert, wird sichtbares Licht erzeugt, das ein projiziertes Bild der Probe erzeugt, das üblicherweise zur Lokalisierung der Probe verwendet wird. Da fluoreszierende Bildschirme in einer dunklen Raumumgebung verwendet werden müssen, die für den Benutzerbetrieb nicht benutzerfreundlich ist, installieren aktuelle Hersteller eine Kamera über der Seite des fluoreszierenden Bildschirms, sodass TEM-Bediener die Anzeige in einem hellen Licht beobachten können Umgebung für die Suche nach Proben, das Kippen der Bandwelle und andere Vorgänge. Diese unauffällige Verbesserung ist die Grundlage für die Trennung von Mensch und Maschine.
7. Bildentstehung
Wenn der Elektronenstrahl die Probe durchdringt, interagiert er mit den Atomen und der Kristallstruktur im Inneren der Probe und streut und absorbiert. Basierend auf diesen Wechselwirkungen erzeugt die Intensität des Elektronenstrahls ein Bild auf der Bildebene. Bei diesen Bildern handelt es sich allesamt um zweidimensionale Projektionsbilder, die innere Struktur der Probe ist jedoch oft dreidimensional, weshalb bei der Analyse der detaillierten Informationen innerhalb der Probe darauf besonderes Augenmerk gelegt werden sollte.
8. Analyse und Interpretation
Durch Beobachtung und Analyse der Bilder können Forscher die Kristallstruktur, die Gitterparameter, den kristallographischen Defekt, die Atomanordnung und andere Mikrostrukturinformationen der Probe verstehen. Ji Feng verfügt über ein professionelles Materialanalyseteam, das seinen Kunden vollständige Prozessanalyselösungen und professionelle Materialanalyseberichte bieten kann.
