Hva er transmisjonselektronmikroskopi?

Transmisjonselektronmikroskopi (TEM) er en avbildningsteknologi der elektronstråler passerer gjennom veldig tynt seksjonerte prøver.Når elektronene overføres gjennom prøven og samhandler med dens struktur, løser et bilde som er forstørret og fokusert på et bildemedium, for eksempel fotografisk film eller en lysstoffrør, eller fanget av et spesielt CCD -kamera.Fordi elektronene som brukes i transmisjonselektronmikroskopi har en veldig liten bølgelengde, kan TEMS bilde i mye høyere oppløsninger enn konvensjonelle optiske mikroskop som er avhengig av lysstråler.På grunn av deres høyere oppløsningskraft, spiller TEMS en viktig rolle innen virologi, kreftforskning, studie av materialer og i mikroelektronikkforskning og utvikling.

Den første TEM -prototypen ble bygget i 1931, og i 1933 hadde en enhet med en oppløsningskraft større enn lys blitt demonstrert ved bruk av bildene av bomullsfibre som et testprøve.I løpet av de neste tiårene ble avbildningskapasitetene til transmisjonselektronmikroskopi foredlet, noe som gjorde teknologien nyttig i studiet av biologiske prøver.Etter innføringen av det første elektronmikroskopet i Tyskland i 1939, ble den videre utviklingen forsinket av andre verdenskrig, der et sentralt laboratorium ble bombet og to forskere døde.Etter krigen ble det første elektronmikroskopet med 100 000 forstørrelse introdusert.Dets grunnleggende flertrinns design kan fremdeles finnes i moderne transmisjonselektronmikroskopi.

Da TEM -teknologien modnet, ble en relatert teknologi, skanning av transmisjonselektronmikroskopi (STEM), foredlet på 1970 -tallet.Utviklingen av feltutslippspistolen og et forbedret objektivlinse tillot avbildning av atomer ved bruk av stilker.Mye av utviklingen av STEM -teknologi skyldtes fremskritt i transmisjonselektronmikroskopi.

TEMS inneholder vanligvis tre linsegrad: kondenseringslinsen, objektivlinsen og projektorlinsen.Den primære elektronstrålen dannes av kondenseringslinsen, mens objektivlinsen fokuserer bjelken som passerer gjennom prøven.Den projiserende objektivet utvider bjelken og projiserer den på avbildningsenheten, for eksempel en elektronisk skjerm eller filmark.Andre spesialiserte linser brukes til å korrigere stråleforvrengninger.Energifiltrering brukes også til å korrigere kromatisk avvik, en form for forvrengning forårsaket av manglende evne til et objektiv til å fokusere alle farger på spekteret på samme konvergenspunkt.

Mens forskjellige transmisjonselektronmikroskopisystemer er forskjellige i deres spesifikke design, dehar flere komponenter og stadier til felles.Den første av disse er et vakuumsystem som genererer elektronstrømmen og inneholder elektrostatiske plater og linser som operatøren kan rette bjelken med.Prøvetrinnet inkluderer luftlåser som tillater å sette inn objektet som skal studeres i strømmen.Mekanismer i dette stadiet tillater posisjonering av prøven for en optimal visning.En elektronpistol brukes til å pumpe elektronstrømmen gjennom TEM.Til slutt gjengir et elektronobjektiv, som virker på samme måte som en optisk linse, objektplanet.