میکروسکوپهای الکترونی عبوری ابزارهایی ویژه برای تشخیص ساختار و مورفولوژی مواد هستند که مطالعات ریزساختاری مواد با توان تفکیک کمتر از یک نانومتر و بزرگنمایی هزار تا یک میلیون برابر را امکانپذیر میسازند. این میکروسکوپها همچنین به منظور مطالعات ساختارهای بلور، تقارن، جهتگیری و نقائص بلوری مورد استفاده قرار میگیرند. این موارد سبب شده است که TEM امروزه به عنوان یک ابزار بسیار مهم در بسیاری از تحقیقات پیشرفته فیزیک، شیمی، بلورشناسی، زیستشناسی، متالورژی و غیره به کار میرود.
TEM از یک پرتو الکترونی ولتاژ بالا برای ساخت تصویر استفاده میکند. الکترونها به وسیله یک تفنگ الکترونی انتشار مییابند. پرتوهای الکترونی سپس وارد نمونه شده و هنگام عبور از آن پراکنده میشوند. الکترونهای پراکنده شده را میتوان به کمک میدان مغناطیسی (عدسی مغناطیسی) متمرکز کرده و باریکه الکترونی مناسبی تولید کرد. حال این باریکه الکترونی به نمونه مورد آزمایش که دارای ضخامت بسیار کمی است تابانده میشود و به وسیله یک عدسی تقویت میشود. سرانجام تصویر با بزرگنمایی بسیار بالا روی ابزار نمایش تشکیل میشود.
الکترونها پس از برخورد به نمونه یا بدون تغییر در جهتشان از نمونه خارج میشوند و یا با برخورد به موانع مختلف مانند اتمهای شبکه، نقصهای بلوری و غیره از مسیر اولیه منحرف میشوند که این حالات، اساس تشکیل تصویر در میکروسکوپ الکترونی عبوری است. حالات مختلف تصویربرداری به سه گروه تصویربرداری معمولی، میدان تاریک و میدان روشن تقسیمبندی میشوند. در تصویربرداری معمولی، همه پرتوهای عبوری اعم از منحرف شده و منحرف نشده در تشکیل تصویر دخیل هستند، البته این نوع تصویربرداری نسبت به دو نوع دیگر وضوح پایینتری دارد. در تصویربرداری حالت میدان روشن، فقط از پرتوهایی که از مسیرشان منحرف نشدهاند، استفاده میشود و سایر پرتوها به کمک دریچههایی که تعبیه شدهاند، حذف میشوند. دریچهها قابل تنظیم بوده و متناسب با نمونه و خروجی مورد نظر تنظیم میشوند. هرچه چگالی نمونه بیشتر باشد، شدت نور عبوری کمتر شده و تصویر تیرهتر دیده میشود. تصویربرداری حالت میدان تاریک هم عموماً زمانی به کار میرود که هدف بررسی، پدیدهای خاص در نمونه مانند نقص بلوری، تغییر در ترکیب و یا بررسی یک جزء از کامپوزیت است. این حالت بر خلاف حالت میدان روشن، تنها پرتوهای منحرف شده را بررسی میکند. شکل زیر تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری را در هر دو حالت میدان روشن و میدان تاریک نشان میدهد.
شکلگیری تصاویر در میکروسکوپهای الکترونی عبوری (TEM)، نیازمند عبور الکترون از نمونه است و برای این منظور، ضخامت نمونه باید بسیار کم باشد. نازک کردن نمونه برای این دستگاه فرایندی زمانبر و نیازمند دقت بالا است. این حساسیت در آمادهسازی نمونهها برای TEM، زمانی که نمونهها از نوع بافت یا سوسپانسیون زیستی باشند، از حساسیت بیشتری برخوردار است. برای تصویربرداری از نمونههای زیستی، بیشتر از نوعی از دستگاه TEM با قابلیت کرایو استفاده میشود (Cryo-TEM) که امکان تصویربرداری از این دسته از نمونهها و همچنین نمونههایی که به دما حساس هستند را در دمای تبرید، فراهم میکند.
345 بازدید کل ، 0 امروز
