Transmissioonielektronmikroskoopia omadused
Elektronmikroskoobi ja optilise mikroskoobi pildistamise põhimõte on põhimõtteliselt sama, erinevus seisneb selles, et esimene kasutab valgusallikana elektronkiirt ja läätsena elektromagnetvälja. Lisaks, kuna elektronkiire läbitungimisvõime on väga nõrk, tuleb elektronmikroskoobi jaoks kasutatavast proovist teha üliõhuke lõik paksusega umbes 50nm. See viil tuleb teha ultramikrotoomiga. Elektronmikroskoobi suurendus võib ulatuda ligi miljon korda. See koosneb viiest osast: valgustussüsteem, pildisüsteem, vaakumsüsteem, salvestussüsteem ja toitesüsteem. Kui see on jagatud: põhiosa on elektrooniline objektiiv ja pildisalvestussüsteem. Elektronpüstolid, kondensaatorpeeglid, proovikambrid, objektiivläätsed, difraktsioonipeeglid, vahepeeglid, projektsioonipeeglid, fluorestseeruvad ekraanid ja kaamerad vaakumis.
Elektronmikroskoop on mikroskoop, mis kasutab elektrone objekti sisemuse või pinna paljastamiseks. Kiirete elektronide lainepikkus on lühem kui nähtaval valgusel (laine-osakeste duaalsus) ja mikroskoobi eraldusvõimet piirab selle kasutatav lainepikkus. Seetõttu on elektronmikroskoobi teoreetiline lahutusvõime (umbes 0,1 nanomeetrit) palju suurem kui optilisel mikroskoobil. kiirus (umbes 200 nm).
Transmissioonelektronmikroskoop, lühend TEM, mida nimetatakse transmissioonielektronmikroskoobiks, projitseerib kiirendatud ja kontsentreeritud elektronkiire väga õhukesele proovile ning elektronid põrkuvad proovis olevate aatomitega, et muuta suunda, tekitades seeläbi ruuminurga hajumist. Hajumisnurga suurus on seotud proovi tiheduse ja paksusega, nii et saab moodustada erineva heleduse ja tumedusastmega pilte ning pilte kuvatakse pildiseadmetes (nt fluorestsentsekraanid, filmid ja valgustundlikud sidestuskomponendid) pärast sissesuumimist ja teravustamist.
Elektroni väga lühikese de Broglie lainepikkuse tõttu on ülekandeelektronmikroskoobi lahutusvõime palju suurem kui optilisel mikroskoobil, mis võib ulatuda 0.1-0,2 nm-ni ja suurendus on kümneid tuhandeid kuni miljoneid kordi. Seetõttu saab transmissioonelektronmikroskoopia abil jälgida proovide peenstruktuuri, isegi ainult üksiku aatomisamba struktuuri, mis on kümneid tuhandeid kordi väiksem väikseimast struktuurist, mida optilise mikroskoopia abil saab jälgida. TEM on oluline analüütiline meetod paljudes füüsika ja bioloogiaga seotud teadusvaldkondades, nagu vähiuuringud, viroloogia, materjaliteadus, aga ka nanotehnoloogia, pooljuhtide uurimine jne.
Väikeste suurenduste korral on kontrast TEM-pildistamisel peamiselt tingitud elektronide erinevast neeldumisest, mis on tingitud materjali erinevast paksusest ja koostisest. Kui suurenduskordaja on suur, põhjustavad keerulised kõikumised pildi heleduse erinevusi, mistõttu on saadud pildi analüüsimiseks vaja professionaalseid teadmisi. TEM-i erinevaid režiime kasutades on võimalik proovi kujutada selle keemiliste omaduste, kristallograafilise orientatsiooni, elektronstruktuuri, proovi elektroonilise faasinihke ja üldiselt elektronide neeldumise järgi.
Esimese TEM-i töötasid välja Max Knorr ja Ernst Ruska 1931. aastal, see uurimisrühm töötas välja esimese TEM-i eraldusvõimega väljaspool nähtavat valgust 1933. aastal ja esimese kaubandusliku TEM-i 1939. aastal.
Suur TEM
Tavaline TEM kasutab üldiselt {{0}}kV elektronkiire kiirenduspinget. Erinevad mudelid vastavad erinevatele elektronkiire kiirenduspingele. Eraldusvõime on seotud elektronkiire kiirenduse pingega ja võib ulatuda 0.2-0.1nm-ni. Tipptasemel mudelid võivad saavutada aatomitaseme eraldusvõime.
Madalpinge TEM
Madalpinge elektronmikroskoobi puhul on LVEM-i kasutatav elektronkiire kiirenduspinge (5kV) palju madalam kui suurel ülekandeelektronmikroskoobil. Madalam kiirenduspinge suurendab elektronkiire ja proovi vahelise interaktsiooni tugevust, parandades seeläbi pildi kontrasti ja kontrasti, mis sobib eriti hästi selliste proovide jaoks nagu polümeerid ja bioloogia; samal ajal kahjustab madalpinge elektronmikroskoop proovi vähem.
Eraldusvõime on madalam kui suure elektronmikroskoobi oma, 1-2nm. Madalpinge tõttu saab TEM, SEM ja STEM ühendada ühes seadmes
Cryo-EM
Krüomikroskoopia on tavaliselt varustatud proovi külmutusseadmega tavalisel transmissioonielektronmikroskoobil, et proov jahutada vedela lämmastiku temperatuurini (77K), mida kasutatakse temperatuuritundlike proovide, nagu valgud ja bioloogilised viilud, vaatlemiseks. Proovi külmutamisel saab vähendada elektronkiire poolt proovi kahjustusi, vähendada proovi deformatsiooni ja saada realistlikum proovi kuju.
tööomadused
1. Stabiilsus
Fotokordisti toru stabiilsuse määravad paljud tegurid, nagu seadme enda omadused, tööolek ja keskkonnatingimused. On palju olukordi, kus toru väljund on tööprotsessi ajal ebastabiilne, sealhulgas:
a. Hüppe ebastabiilsus, mis on põhjustatud torus olevate elektroodide halvast keevitusest, lahtisest struktuurist, katoodkildude halvast kontaktist, elektroodide vahelisest otsalahendusest, sähvatusest jne ning signaal on järsku suur ja väike.
b. Liiga suurest anoodi väljundvoolust põhjustatud järjepidevus ja väsimuse ebastabiilsus.
c. Keskkonnatingimuste mõju stabiilsusele. Kui ümbritseva õhu temperatuur tõuseb, väheneb toru tundlikkus.
d. Niiske keskkond põhjustab tihvtide vahel leket, mis põhjustab tumevoolu suurenemist ja ebastabiilsust.
e. Keskkonna elektromagnetvälja häired põhjustavad ebastabiilset tööd.
2. Piirake tööpinget
Maksimaalne tööpinge viitab pinge ülemisele piirile, mida torul on lubatud rakendada. Üle selle pinge toru tühjeneb või isegi laguneb.
