Transmissiya elektron mikroskopiyasining tasvirlash tamoyillariga kirish
Transmissiya elektron mikroskopining tuzilishi ikki qismdan iborat: asosiy qism - yoritish tizimi, tasvirlash tizimi va kuzatish studiyasi; yordamchi qism - vakuum tizimi va elektr tizimi.
1. Yoritish tizimi
Tizim ikki qismga bo'linadi: elektron qurol va kondensator. Elektron qurol filament (katod), panjara va anoddan iborat. Isitish filamenti elektronlar nurini chiqaradi. Anodga kuchlanish berilganda elektronlar tezlashadi. Anod va katod o'rtasidagi potentsial farq jami tezlashtiruvchi kuchlanishdir. Energiyaga ega tezlashtirilgan elektronlar anod plastinkasining teshiklaridan chiqariladi. Chiqarilgan elektron nurning energiyasi tezlashtiruvchi kuchlanish bilan bog'liq va panjara elektron nurning shaklini boshqarish rolini o'ynaydi. Elektron nurlar ma'lum bir ajralish burchagiga ega. Kondensator linzalarini sozlagandan so'ng, kichik yoki hatto nol ajralish burchagiga ega parallel elektron nurni ko'rish mumkin. Elektron nurning oqim zichligi (nur oqimi) kondanser linzalari oqimini sozlash orqali sozlanishi mumkin.
Namunadagi yoritilishi kerak bo'lgan maydonning o'lchami kattalashtirish bilan bog'liq. Kattalashtirish qanchalik baland bo'lsa, yoritilgan maydon shunchalik kichik bo'ladi. Shuning uchun namunani nurlantirish uchun nozikroq elektron nur talab qilinadi. Elektron tabancadan to'g'ridan-to'g'ri chiqariladigan elektron nurning nurlanish nuqta o'lchami kattaroq va kogerentlik ham yomon. Ushbu elektronlardan samaraliroq foydalanish va turli kattalashtirishlarda transmissiya elektron mikroskoplarining ehtiyojlarini qondirish uchun yuqori yorqinligi va yaxshi uyg'unlikka ega yorug'lik elektron nurlarini olish uchun elektron qurol tomonidan chiqarilgan elektron nurlarni turli xil nurli dog'larni ta'minlash uchun yanada yaqinlashtirish kerak. hajmi. , taxminan parallel yorug'lik nurlari. Bu vazifa odatda kondensatorlar deb ataladigan ikkita elektromagnit linzalar tomonidan amalga oshiriladi. Rasmda C1 va C2 mos ravishda birinchi va ikkinchi kondensatorni ifodalaydi. C1 odatda bir xil bo'lib qoladi va uning roli tasvir hajmini kattalik tartibidan ko'proq kamaytirish uchun elektron qurollarning kesishishini o'rnatishdir. Bundan tashqari, yorug'lik tizimiga nurni egish moslamasi o'rnatilgan bo'lib, u namunani turli xil egilish burchaklarida yoritish uchun elektron nurni 2 gradusdan 3 darajagacha osonlikcha egishi mumkin.
2. Tasvirlash tizimi
Tizim namunalar kamerasi, ob'ektiv linzalari, oraliq oyna, kontrastli diafragma, difraksion diafragma, proyeksiya linzalari va boshqalar kabi elektron optik elementlarni o'z ichiga oladi. Namuna xonasida namunaning tez-tez o'zgarishi paytida asosiy tananing vakuumiga zarar yetkazilmasligini ta'minlash mexanizmi mavjud. . Namuna kuzatilishi kerak bo'lgan pozitsiyani topish uchun X va Y yo'nalishlarida harakatlanishi mumkin. Konverging linzalari tomonidan olingan parallel elektron nur namunani nurlantiradi va namunadan o'tgandan so'ng namunaning xususiyatlarini aks ettiruvchi ma'lumotni olib yuradi. Elektron tasvir ob'ektiv linza va kontrastli diafragma ta'sirida hosil bo'ladi, so'ngra oraliq oyna va proyeksiya linzalari tomonidan kattalashtiriladi. Yakuniy elektron tasvir lyuminestsent ekranda olinadi.
Yoritish tizimi namunadan o'tgandan so'ng namunaning strukturaviy ma'lumotlarini olib yuradigan va turli yo'nalishlarda tarqaladigan kogerent yorituvchi elektron nurni ta'minlaydi (masalan, Bragg tenglamasini qanoatlantiradigan kristall yuz guruhi mavjud bo'lganda, 2 ta burchak hosil bo'lishi mumkin. tushayotgan nurni kesishgan yo'nalish difraksiyalangan nur). Maqsadlar bir xil tarqalish yo'nalishi bilan namunaning turli qismlaridan keladi. Elektronlar orqa fokus tekisligida bitta nuqtaga birlashadi va turli yo'nalishlarda harakatlanadigan elektronlar shunga mos ravishda turli nuqtalarni hosil qiladi. To'g'ridan-to'g'ri nol tarqalish burchagi ob'ektivning markazlashtirilgan nuqtasida birlashib, markaziy nuqta hosil qiladi. Shunday qilib, ob'ektivning orqa fokus tekisligida diffraktsiya naqsh hosil bo'ladi. Ob'ektiv tasvir tekisligida bu elektron nurlar kogerent tasvirlash uchun qayta birlashadi. Oraliq linzaning linzalari oqimini sozlash orqali oraliq linzaning ob'ekt tekisligi va ob'ektiv linzaning orqa fokus tekisligi mos keladi, ular floresan ekranda ko'rsatilishi mumkin. Yuqorida olingan diffraktsiya namunasi oraliq linzaning ob'ekt tekisligini ob'ektiv linzaning tasvir tekisligi bilan moslashtirishi va shu bilan mikroskopik tasvirni olishi mumkin. Ikki oraliq nometallning hamkorligi orqali kameraning uzunligi va kattalashtirishi kattaroq diapazonda sozlanishi mumkin.
3. Kuzatuv studiyasi
Elektron tasvir lyuminestsent ekranda aks ettirilgan. Floresan nuri elektron nur oqimiga proportsionaldir. Rasmga tushirish uchun lyuminestsent ekran o'rniga elektron quruq plastinkadan foydalaning. Quruq plastinkaning fotosensitiv qobiliyati uning to'lqin uzunligi bilan bog'liq.
4. Vakuum tizimi
Vakuum tizimi mexanik nasos, yog 'diffuziya pompasi, ion pompasi, vakuum o'lchash asbobi va vakuum quvur liniyasidan iborat. Uning vazifasi linza barrelidagi gazni olib tashlashdir, shunda linza barrelining vakuum darajasi kamida 10-5 Torr ga, eng yaxshi vakuum darajasi esa 10-9-10-10 Torr ga yetishi kerak. Agar vakuum past bo'lsa, elektronlar va gaz molekulalari o'rtasidagi to'qnashuvlar tarqalishga olib kelishi va kontrastga ta'sir qilishi mumkin. Bundan tashqari, u elektron tarmoq va anod o'rtasida yuqori kuchlanishli ionlanishga olib keladi va bu elektrodlararo zaryadsizlanishni keltirib chiqaradi. Qoldiq gazlar filamentni korroziyaga olib kelishi va namunani ifloslantirishi mumkin.
5. Quvvatni boshqarish tizimi
Tezlashtiruvchi kuchlanish va linzalarning magnit oqimining beqarorligi jiddiy xromatik aberatsiyaga olib kelishi va elektron mikroskopning ruxsatini kamaytirishi mumkin. Shuning uchun tezlashtiruvchi kuchlanish va linza oqimining barqarorligi elektron mikroskopning ishlashini o'lchash uchun muhim mezondir. TEM sxemasi asosan quyidagi qismlardan iborat: yuqori kuchlanishli doimiy quvvat manbai, linzalarni qo'zg'atuvchi quvvat manbai, burilish lasanining quvvat manbai, elektron qurol filamentli isitish quvvat manbai, vakuum tizimini boshqarish davri, vakuum nasosining quvvat manbai, kamera haydovchi qurilmasi va avtomatik ta'sir qilish sxema.
Bundan tashqari, ko'plab yuqori samarali elektron mikroskoplar skanerlash aksessuarlari, energiya spektroskopiyasi, elektron energiyasini yo'qotish spektroskopiyasi bilan jihozlangan.
