Co to jest transmisyjna mikroskopia elektronowa?

Transmisyjna mikroskopia elektronowa (TEM) to technologia obrazowania, w której wiązki elektronów przechodzą przez bardzo cienko podzielone próbki.Ponieważ elektrony są przesyłane przez próbkę i oddziałują z jego strukturą, obraz rozdzielczy się i skupiony na medium obrazowym, takim jak folia fotograficzna lub ekran fluorescencyjny, lub przechwycony przez specjalną kamerę CCD.Ponieważ elektrony stosowane w transmisyjnej mikroskopii elektronowej mają bardzo małą długość fali, TEM mogą obrazować przy znacznie wyższych rozdzielczościach niż konwencjonalne mikroskopy optyczne, które zależą od wiązek światła.Ze względu na ich wyższą siłę rozdzielczą TEMS odgrywają ważną rolę w dziedzinach wirusologii, badań nad rakiem, badaniu materiałów oraz w badaniach i rozwoju mikroelektroniki.

Pierwszy prototyp TEM został zbudowany w 1931 r., A do 1933 r. Wykazano jednostkę o mocy rozdzielczej większej niż światło przy użyciu obrazów włókien bawełnianych jako próbki testowej.W ciągu następnych kilku dekad udoskonalono możliwości obrazowania mikroskopii elektronowej, co czyni technologię przydatną w badaniu próbek biologicznych.Po wprowadzeniu pierwszego mikroskopu elektronowego w Niemczech w 1939 r. Dalsze osiągnięcia zostały opóźnione o II wojnę światową, w której zbombardowano kluczowe laboratorium, a dwóch badaczy zmarło.Po wojnie wprowadzono pierwszy mikroskop elektronowy o powiększeniu 100k.Jego fundamentalną wieloetapową konstrukcję można nadal znaleźć w nowoczesnej transmisyjnej mikroskopii elektronowej.

W miarę dojrzewania technologii TEM powiązana technologia, skaningowa transmisyjna mikroskopia elektronowa (STEM), została udoskonalona w latach siedemdziesiątych.Opracowanie pistoletu emisji polowej i ulepszony obiektyw obiektywu pozwoliły na obrazowanie atomów za pomocą łodyg.Znaczna część rozwoju technologii STEM wynikała z postępów w transmisyjnej mikroskopii elektronowej.

TEMS zwykle zawierają trzy etapy soczewki: soczewkę kondensacyjną, obiektyw obiektywu i soczewkę projektora.Pierwotna wiązka elektronowa jest tworzona przez soczewkę kondensacyjną, podczas gdy obiektyw obiektywu skupia wiązkę przechodzącą przez próbkę.Projektujący soczewki rozszerza wiązkę i wyświetla ją na urządzenie obrazowe, takie jak elektroniczny ekran lub arkusz filmu.Inne wyspecjalizowane soczewki są używane do skorygowania zniekształceń wiązki.Filtrowanie energii służy również do skorygowania aberracji chromatycznej, formę zniekształceń spowodowaną niezdolnością soczewki do skupienia wszystkich kolorów widma w tym samym punkcie zbieżności.

Podczas gdy różne systemy mikroskopii elektronowej różnią się pod względem specyficznych konstrukcji, onemają kilka wspólnych elementów i etapów.Pierwszym z nich jest system próżniowy, który generuje strumień elektronów i zawiera elektrostatyczne płytki i soczewki, z którymi operator może kierować wiązką.Etap próbki zawiera pośluby, które pozwalają na wstawienie obiektu do badania do strumienia.Mechanizmy na tym etapie pozwalają ustawić próbkę dla optymalnego widoku.Pistolet elektronowy służy do pompowania strumienia elektronów przez TEM.Wreszcie soczewka elektronowa, działająca podobnie do soczewki optycznej, odtwarza płaszczyznę obiektu.