Τι είναι η ηλεκτρονική μικροσκοπία μετάδοσης;

Ηλεκτρονική μικροσκοπία μετάδοσης (TEM) είναι μια τεχνολογία απεικόνισης στην οποία οι δέσμες ηλεκτρονίων περνούν από πολύ λεπτή διατομή δείγματα.Καθώς τα ηλεκτρόνια μεταδίδονται μέσω του δείγματος και αλληλεπιδρούν με τη δομή του, μια εικόνα επιλύεται που μεγεθύνεται και επικεντρώνεται σε ένα μέσο απεικόνισης, όπως φωτογραφική μεμβράνη ή φθορίζουσα οθόνη ή συλλαμβάνεται από ειδική κάμερα CCD.Επειδή τα ηλεκτρόνια που χρησιμοποιούνται στην ηλεκτρονική μικροσκοπία μετάδοσης έχουν πολύ μικρό μήκος κύματος, τα TEMs μπορούν να απεικονίσουν σε πολύ υψηλότερες αναλύσεις από τα συμβατικά οπτικά μικροσκόπια που εξαρτώνται από τις φωτεινές δοκούς.Λόγω της υψηλότερης εξουσίας επιλογής τους, τα TEMs διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στους τομείς της ιολογίας, στην έρευνα για τον καρκίνο, στη μελέτη των υλικών και στην έρευνα και την ανάπτυξη της μικροηλεκτρονικής.

Το πρώτο πρωτότυπο TEM χτίστηκε το 1931 και, μέχρι το 1933, μια μονάδα με ισχύ επίλυσης μεγαλύτερης από το φως είχε αποδειχθεί χρησιμοποιώντας τις εικόνες των βαμβακερών ινών ως δείγμα δοκιμής.Τις επόμενες δεκαετίες, οι δυνατότητες απεικόνισης της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας μετάδοσης εξευγενίστηκαν, καθιστώντας την τεχνολογία χρήσιμη στη μελέτη βιολογικών δειγμάτων.Μετά την εισαγωγή του πρώτου ηλεκτρονικού μικροσκοπίου στη Γερμανία το 1939, οι περαιτέρω εξελίξεις καθυστέρησαν από τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο, όπου βομβαρδίστηκε ένα βασικό εργαστήριο και πέθαναν δύο ερευνητές.Μετά τον πόλεμο, εισήχθη το πρώτο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο με μεγέθυνση 100k.Ο θεμελιώδης σχεδιασμός πολλαπλών σταδίων μπορεί ακόμα να βρεθεί στη σύγχρονη ηλεκτρονική μικροσκοπία μετάδοσης.

Καθώς η τεχνολογία TEM ωριμάστηκε, μια σχετική τεχνολογία, η ηλεκτρονική μικροσκοπία μετάδοσης σάρωσης (STEM), εξευγενίστηκε στη δεκαετία του 1970.Η ανάπτυξη του όπλου εκπομπής πεδίου και ένας βελτιωμένος αντικειμενικός φακός επέτρεψε την απεικόνιση των ατόμων χρησιμοποιώντας στελέχη.Μεγάλο μέρος της ανάπτυξης της τεχνολογίας STEM προέκυψε από τις εξελίξεις στην ηλεκτρονική μικροσκοπία μετάδοσης. Οι TEMs ενσωματώνουν συνήθως τρία στάδια φακού: τον φακό συμπύκνωσης, τον αντικειμενικό φακό και τον φακό του προβολέα.Η κύρια δέσμη ηλεκτρονίων σχηματίζεται από τον φακό συμπύκνωσης, ενώ ο αντικειμενικός φακός εστιάζει τη δέσμη που διέρχεται από το δείγμα.Ο προβολικός φακός επεκτείνει τη δέσμη και το προβάλλει στη συσκευή απεικόνισης, όπως μια ηλεκτρονική οθόνη ή φύλλο φιλμ.Άλλοι εξειδικευμένοι φακοί χρησιμοποιούνται για τη διόρθωση των στρεβλώσεων δέσμης.Το φιλτράρισμα ενέργειας χρησιμοποιείται επίσης για τη διόρθωση της χρωματικής εκτροπής, μια μορφή παραμόρφωσης που προκαλείται από την ανικανότητα ενός φακού να εστιάσει όλα τα χρώματα του φάσματος στο ίδιο σημείο σύγκλισης.έχετε πολλά συστατικά και κοινά στάδια.Το πρώτο από αυτά είναι ένα σύστημα κενού που παράγει το ρεύμα ηλεκτρονίων και ενσωματώνει ηλεκτροστατικές πλάκες και φακούς με τους οποίους ο χειριστής μπορεί να κατευθύνει τη δέσμη.Το στάδιο του δείγματος περιλαμβάνει airlocks που επιτρέπουν την εισαγωγή του αντικειμένου που πρέπει να μελετηθεί στο ρεύμα.Οι μηχανισμοί σε αυτό το στάδιο επιτρέπουν την τοποθέτηση του δείγματος για μια βέλτιστη προβολή.Ένα όπλο ηλεκτρονίων χρησιμοποιείται για την άντληση του ρεύματος ηλεκτρονίων μέσω του TEM.Τέλος, ένας φακός ηλεκτρονίων, που ενεργεί παρόμοια με έναν οπτικό φακό, αναπαράγει το επίπεδο αντικειμένου.