Transmissiya elektron mikroskopining xususiyatlari
Elektron mikroskop va optik mikroskopning tasvirlash printsipi asosan bir xil, farq shundaki, birinchisi yorug'lik manbai sifatida elektron nurni va linza sifatida elektromagnit maydonni ishlatadi. Bundan tashqari, elektron nurning kirib borish kuchi juda zaif bo'lgani uchun, elektron mikroskop uchun ishlatiladigan namuna qalinligi taxminan 50 nm bo'lgan ultra yupqa qismga aylantirilishi kerak. Ushbu bo'lakni ultramikrotom yordamida qilish kerak. Elektron mikroskopning kattalashtirishi deyarli bir million martaga yetishi mumkin. U besh qismdan iborat: yoritish tizimi, tasvirlash tizimi, vakuum tizimi, ro'yxatga olish tizimi va elektr ta'minoti tizimi. Agar u bo'linadigan bo'lsa: asosiy qismi elektron linzalar va tasvirni yozish tizimi. Elektron qurollar, kondensator nometalllari, namuna kameralari, ob'ektiv linzalar, difraksion oynalar, oraliq oynalar, proyeksiya oynalari, lyuminestsent ekranlar va vakuumdagi kameralar.
Elektron mikroskop - bu ob'ektning ichki yoki sirtini ochish uchun elektronlardan foydalanadigan mikroskop. Yuqori tezlikdagi elektronlarning to'lqin uzunligi ko'rinadigan yorug'likdan (to'lqin-zarracha ikkiligi) qisqaroq va mikroskopning aniqligi u foydalanadigan to'lqin uzunligi bilan cheklangan. Shuning uchun elektron mikroskopning nazariy aniqligi (taxminan 0,1 nanometr) optik mikroskopnikidan ancha yuqori. tezligi (taxminan 200 nm).
Transmissiya elektron mikroskopi, qisqartirilgan TEM, transmissiya elektron mikroskopi deb ataladi, tezlashtirilgan va konsentrlangan elektron nurni juda nozik namunaga proyeksiya qiladi va elektronlar yo'nalishni o'zgartirish uchun namunadagi atomlar bilan to'qnashadi va shu bilan qattiq burchakning tarqalishini hosil qiladi. Tarqalish burchagining o'lchami namunaning zichligi va qalinligi bilan bog'liq, shuning uchun turli yorqinlik va qorong'ulikka ega tasvirlar hosil bo'lishi mumkin va tasvirlar tasvirlash qurilmalarida (masalan, lyuminestsent ekranlar, plyonkalar va fotosensitiv biriktiruvchi komponentlar) ko'rsatiladi. kattalashtirish va fokuslashdan keyin.
Elektronning de-Broyl to'lqin uzunligi juda qisqa bo'lganligi sababli transmissiya elektron mikroskopining ruxsati 0.1-0.2nm ga yetishi mumkin bo'lgan optik mikroskopnikidan ancha yuqori, kattalashtirish esa o'n minglab millionlab marta. Shuning uchun transmissiya elektron mikroskopidan foydalanish namunalarning nozik tuzilishini, hatto optik mikroskop bilan kuzatilishi mumkin bo'lgan eng kichik tuzilishdan o'n minglab marta kichik bo'lgan atomlarning faqat bitta ustunining tuzilishini kuzatish uchun ishlatilishi mumkin. TEM fizika va biologiya bilan bog'liq ko'plab ilmiy sohalarda muhim tahliliy usul bo'lib, saraton tadqiqotlari, virusologiya, materialshunoslik, shuningdek nanotexnologiya, yarimo'tkazgichlarni tadqiq qilish va boshqalar.
Kam kattalashtirishda TEM tasviridagi kontrast, asosan, materialning qalinligi va tarkibi har xil bo'lganligi sababli elektronlarning turli xil yutilishi bilan bog'liq. Kattalashtirish ko'pligi yuqori bo'lsa, murakkab tebranishlar tasvirning yorqinligidagi farqlarni keltirib chiqaradi, shuning uchun olingan tasvirni tahlil qilish uchun professional bilim talab etiladi. TEM ning turli rejimlaridan foydalangan holda, namunani uning kimyoviy xossalari, kristallografik yo'nalishi, elektron tuzilishi, namuna bo'yicha elektron faza siljishi va umuman elektronlarning yutilishi orqali tasvirlash mumkin.
Birinchi TEM 1931 yilda Maks Norr va Ernst Ruska tomonidan ishlab chiqilgan bo'lsa, ushbu tadqiqot guruhi 1933 yilda ko'rinadigan yorug'likdan tashqari o'lchamdagi birinchi TEMni va 1939 yilda birinchi tijorat TEMni muvaffaqiyatli ishlab chiqdi.
Katta TEM
An'anaviy TEM odatda {0}}kV elektron nurlarining tezlanish kuchlanishini qabul qiladi. Turli xil modellar turli xil elektron nurlarning tezlashuv kuchlanishlariga mos keladi. Ruxsat elektron nurlarning tezlanish kuchlanishiga bog'liq va 0.2-0.1nm ga yetishi mumkin. Yuqori darajadagi modellar atom darajasidagi ruxsatga erishishi mumkin.
Past kuchlanishli TEM
Past kuchlanishli elektron mikroskop, LVEM tomonidan qo'llaniladigan elektron nurlarning tezlashuv kuchlanishi (5kV) katta transmissiya elektron mikroskopidan ancha past. Pastroq tezlashtiruvchi kuchlanish elektron nur va namuna o'rtasidagi o'zaro ta'sir kuchini oshiradi, shu bilan tasvir kontrasti va kontrastini yaxshilaydi, ayniqsa polimerlar va biologiya kabi namunalar uchun mos keladi; shu bilan birga, past kuchlanishli uzatish elektron mikroskopi namunaga kamroq zarar etkazadi.
Ruxsat katta elektron mikroskopnikidan pastroq, 1-2nm. Past kuchlanish tufayli TEM, SEM va STEM bir qurilmada birlashtirilishi mumkin
Cryo-EM
Krio-mikroskopiya odatda namunani suyuq azot (77K) haroratiga sovutish uchun oddiy transmissiya elektron mikroskopida namunani muzlatish moslamasi bilan jihozlangan, bu oqsillar va biologik bo'laklar kabi haroratga sezgir namunalarni kuzatish uchun ishlatiladi. Namunani muzlatish orqali namunaning elektron nurlari bilan zararlanishini kamaytirish, namunaning deformatsiyasini kamaytirish va yanada aniq namuna shaklini olish mumkin.
operatsion xususiyatlari
1. Barqarorlik
Fotoko'paytiruvchi trubaning barqarorligi qurilmaning o'ziga xos xususiyatlari, ish holati va atrof-muhit sharoitlari kabi ko'plab omillar bilan belgilanadi. Ish jarayonida trubaning chiqishi beqaror bo'lgan ko'plab holatlar mavjud, xususan:
a. Quvurdagi elektrodlarning yomon payvandlashi, bo'shashgan strukturasi, katod shrapnelining yomon aloqasi, elektrodlar orasidagi uchi zaryadsizlanishi, flashover va boshqalar tufayli sakrashning beqarorligi va signal birdan katta va kichik bo'ladi.
b. Juda ko'p anod chiqish oqimidan kelib chiqadigan uzluksizlik va charchoqning beqarorligi.
c. Atrof-muhit sharoitlarining barqarorlikka ta'siri. Atrof-muhit harorati ko'tarilgach, trubaning sezgirligi pasayadi.
d. Nam muhit pinlar orasidagi oqishni keltirib chiqaradi, bu esa qorong'u oqimning kuchayishiga va beqaror bo'lishiga olib keladi.
e. Atrof-muhitning elektromagnit maydon aralashuvi beqaror ishni keltirib chiqaradi.
2. Ish kuchlanishini cheklash
Yakuniy ish kuchlanishi trubkaga ruxsat berilgan kuchlanishning yuqori chegarasini bildiradi. Ushbu kuchlanishdan yuqori bo'lgan quvur zaryadsizlanadi yoki hatto buziladi.
