עקרון עבודה ויישום של מיקרוסקופ אלקטרונים העברה
מיקרוסקופ אלקטרונים העברה (בקיצור TEM) יכול לראות מבנים עדינים פחות מ-{{0}}.2um, שלא ניתן לראות בבירור תחת המיקרוסקופ האופטי. מבנים אלו נקראים Ultrastructure או ultrastructure. כדי לראות מבנים אלה בבירור, יש צורך לבחור מקור אור באורך גל קצר יותר כדי לשפר את הרזולוציה של המיקרוסקופ. רוסקה המציאה את מיקרוסקופ האלקטרונים "טרנסמיסיון" עם קרן האלקטרונים כמקור האור בשנת 1932. אורך הגל של קרן האלקטרונים קצר בהרבה מאור נראה ואור אולטרה סגול, ואורך הגל של קרן האלקטרונים עומד ביחס הפוך לשורש הריבועי של המתח של אלומת האלקטרונים הנפלטת, כלומר, ככל שהמתח גבוה יותר, כך אורך הגל קצר יותר. נכון לעכשיו, הרזולוציה של TEM יכולה להגיע ל-0.2nm.
עיקרון העבודה של מיקרוסקופ האלקטרונים של Transmission הוא שקרן האלקטרונים הנפלטת על ידי אקדח האלקטרונים עוברת דרך המעבה לאורך הציר האופטי של גוף המראה בתעלת הוואקום, ואז מתכנסת אותו לכתם אור חד, בהיר ואחיד דרך מעבה, שמאיר על המדגם בחדר המדגם; אלומת האלקטרונים העוברת דרך המדגם נושאת את המידע המבני בתוך המדגם, כאשר פחות אלקטרונים עוברים באזורים הצפופים ויותר אלקטרונים עוברים באזורים הדלילים; לאחר מיקוד והגדלה ראשונית של עדשת האובייקטיב, קרן האלקטרונים נכנסת לעדשת הביניים ולמראות ההקרנה הראשונה והשנייה של הרמה הנמוכה להדמיית הגדלה מקיפה. תמונת האלקטרונים המוגברת מוקרנת לבסוף על לוח המסך הפלורסנט בחדר התצפית; מסך פלורסנט ממיר תמונות אלקטרוניות לתמונות אור גלוי למשתמשים לצפייה. חלק זה יציג את המבנים והעקרונות העיקריים של כל מערכת בנפרד.
עקרון הדמיה של מיקרוסקופ אלקטרונים העברה
ניתן לחלק את עקרון ההדמיה של מיקרוסקופ אלקטרונים העברה לשלושה מקרים:
1. תמונת ספיגה: כאשר אלקטרונים נפלטים על דגימות בעלות מסה וצפיפות גבוהות, היווצרות הפאזה העיקרית היא פיזור. לאזורים בעלי מסה ועובי גדולים על המדגם יש זווית פיזור גדולה יותר של אלקטרונים, פחות אלקטרונים עוברים ובהירות התמונה כהה יותר. מיקרוסקופ אלקטרונים העברה מוקדם התבססה על עיקרון זה.
2. תמונת עקיפה: לאחר עקירת קרן האלקטרונים על ידי הדגימה, התפלגות המשרעת של הגל המנותק במיקומים שונים של הדגימה מתאימה ליכולת העקיפה השונה של כל חלק מהגביש בדגימה. כאשר מופיע פגם קריסטלוגרפי, יכולת העקיפה של החלק הפגום שונה מהשטח השלם, כך שהתפלגות המשרעת של הגל המתעקם אינה אחידה, ומשקפת את התפלגות הפגם הקריסטלוגרפי.
3. תמונת פאזה: כאשר המדגם דק יותר מ-100 Å, אלקטרונים יכולים לעבור דרך המדגם, וניתן להתעלם משינוי המשרעת של הגל. ההדמיה מגיעה מהשינוי בשלב.
שימוש במיקרוסקופ אלקטרונים העברה
מיקרוסקופ אלקטרונים העברה נמצא בשימוש נרחב במדעי החומר ובביולוגיה. בשל הרגישות של אלקטרונים לפיזור או ספיגה על ידי עצמים, כוח החדירה נמוך, והצפיפות, העובי וגורמים אחרים של הדגימה יכולים להשפיע על איכות ההדמיה הסופית. לכן, יש צורך להכין פרוסות דקות במיוחד, בדרך כלל 50-100ננומטר. לכן, הדגימות שנצפו על ידי מיקרוסקופ אלקטרונים העברה צריכות להיות מטופלות דקות מאוד. השיטות הנפוצות כוללות: שיטת חיתוך דק במיוחד, שיטת חיתוך דק במיוחד, שיטת תחריט קפוא, שיטת שבר קפוא וכו'. עבור דגימות נוזליות, זה נצפה בדרך כלל על ידי תליית רשת תיל נחושת מטופלת מראש.
