הקדמה קצרה של מיקרוסקופ אלקטרונים העברה
הקדמה קצרה
עקרון ההדמיה של מיקרוסקופ אלקטרוני ומיקרוסקופ אופטי הוא בעצם זהה, אבל ההבדל הוא שהראשון משתמש בקרן אלקטרונים כמקור אור ובשדה אלקטרומגנטי כעדשה. בנוסף, מכיוון שחדירת אלומת האלקטרונים חלשה מאוד, הדגימה המשמשת למיקרוסקופ אלקטרוני חייבת להיעשות למקטעים דקים במיוחד בעובי של כ-50 ננומטר. סוג זה של פרוסה צריך להיעשות עם אולטרה-מיקרוטום. ההגדלה של מיקרוסקופ אלקטרונים יכולה להגיע לכמעט פי מיליון, והוא מורכב מחמישה חלקים: מערכת תאורה, מערכת הדמיה, מערכת ואקום, מערכת הקלטה ומערכת אספקת חשמל. אם מחולקים, החלקים העיקריים הם עדשות אלקטרוניות ומערכת הקלטת הדמיה, המורכבת מאקדח אלקטרונים, מעבה, חדר דגימות, עדשת אובייקטיבית, מראת עקיפה, מראת ביניים, מראת הקרנה, מסך פלורסנט ומצלמה המוצבת בוואקום.
מיקרוסקופ אלקטרונים הוא מיקרוסקופ שמשתמש באלקטרונים כדי להראות את פנים או פני השטח של עצם. אורך הגל של אלקטרונים במהירות גבוהה קצר מזה של האור הנראה (דואליות גל חלקיקי), והרזולוציה של המיקרוסקופ מוגבלת על ידי אורך הגל המשמש, כך שהרזולוציה התיאורטית של מיקרוסקופ אלקטרונים (בערך 0.1 ננומטר ) גבוה בהרבה מזה של מיקרוסקופ אופטי (כ-200 ננומטר).
Transmissionelectronmicroscope (TEM), המכונה מיקרוסקופ אלקטרוני תמסורת [1], מקרין את אלומת האלקטרונים המואצת והמרוכזת על דגימה דקה מאוד, והאלקטרונים מתנגשים באטומים בדגימה כדי לשנות כיוון, ובכך מייצרים פיזור זוויתי מוצק. זווית הפיזור קשורה לצפיפות ולעובי הדגימה, כך שניתן ליצור תמונות בעלות בהירות שונה, והתמונות יוצגו במכשירי הדמיה (כגון מסכי ניאון, סרטים ורכיבי צימוד רגישים לאור) לאחר הגברה ומיקוד.
מכיוון שאורך הגל של אלקטרונים דה ברולי קצר מאוד, הרזולוציה של מיקרוסקופ אלקטרונים תמסורת גבוהה בהרבה מזו של מיקרוסקופ אופטי, שיכול להגיע ל-{0}}.1 ~ 0.2 ננומטר וההגדלה היא עשרות אלפים ~ מיליוני פעמים. לכן, ניתן להשתמש במיקרוסקופ האלקטרוני ההולכה כדי לצפות במבנה העדין של הדגימה, אפילו במבנה של עמודה אחת של אטומים בלבד, הקטן עשרות אלפי מונים מהמבנה הקטן ביותר שניתן לראות במיקרוסקופ האופטי. TEM היא שיטה אנליטית חשובה בתחומים מדעיים רבים הקשורים לפיזיקה וביולוגיה, כגון חקר סרטן, וירולוגיה, מדעי החומרים, ננוטכנולוגיה, חקר מוליכים למחצה וכן הלאה.
כאשר ההגדלה נמוכה, הניגודיות של הדמיית TEM נגרמת בעיקר על ידי ספיגה שונה של אלקטרונים הנגרמת על ידי עובי והרכב חומרים שונים. עם זאת, כאשר ההגדלה גבוהה, התנודה המורכבת תגרום לבהירות שונה של התמונה, ולכן יש צורך בידע מקצועי כדי לנתח את התמונה המתקבלת. על ידי שימוש במצבים שונים של TEM, ניתן לצלם את הדגימות לפי המאפיינים הכימיים, כיוון הגביש, המבנה האלקטרוני, הסטת פאזה של האלקטרונים הנגרמים על ידי הדגימות והספיגה הרגילה של אלקטרונים.
