กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งผ่านคืออะไร?

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งสัญญาณ (TEM) เป็นเทคโนโลยีการถ่ายภาพที่คานอิเล็กตรอนผ่านตัวอย่างที่แบ่งส่วนบางมากในขณะที่อิเล็กตรอนถูกส่งผ่านตัวอย่างและโต้ตอบกับโครงสร้างของมันภาพจะแก้ไขที่ขยายและมุ่งเน้นไปที่สื่อการถ่ายภาพเช่นฟิล์มถ่ายภาพหรือหน้าจอฟลูออเรสเซนต์หรือถ่ายด้วยกล้อง CCD พิเศษเนื่องจากอิเล็กตรอนที่ใช้ในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งผ่านมีความยาวคลื่นขนาดเล็กมาก TEMS จึงสามารถถ่ายภาพที่ความละเอียดสูงกว่ากล้องจุลทรรศน์ออปติคัลทั่วไปที่ขึ้นอยู่กับคานแสงเนื่องจากพลังการแก้ไขที่สูงขึ้นของพวกเขา TEMS มีบทบาทสำคัญในสาขาไวรัสวิทยาการวิจัยโรคมะเร็งการศึกษาวัสดุและในการวิจัยและพัฒนาไมโครอิเล็กทรอนิกส์

ต้นแบบ TEM แรกถูกสร้างขึ้นในปี 1931 และในปี 1933 หน่วยที่มีพลังงานการแก้ไขมากกว่าแสงได้แสดงให้เห็นโดยใช้ภาพของเส้นใยฝ้ายเป็นตัวอย่างทดสอบในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้าความสามารถในการถ่ายภาพของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งผ่านได้รับการขัดเกลาทำให้เทคโนโลยีมีประโยชน์ในการศึกษาตัวอย่างทางชีวภาพหลังจากการเปิดตัวกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนตัวแรกในประเทศเยอรมนีในปี 2482 การพัฒนาเพิ่มเติมล่าช้าโดยสงครามโลกครั้งที่สองซึ่งห้องปฏิบัติการสำคัญถูกทิ้งระเบิดและนักวิจัยสองคนเสียชีวิตหลังจากสงครามมีการแนะนำกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนตัวแรกที่มีกำลังขยาย 100kการออกแบบหลายขั้นตอนพื้นฐานยังคงสามารถพบได้ในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งผ่านที่ทันสมัย

เป็นเทคโนโลยี TEM ที่ครบกำหนดเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องการสแกนกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งผ่าน (STEM) ได้รับการปรับปรุงในปี 1970การพัฒนาปืนการปล่อยฟิลด์และเลนส์วัตถุประสงค์ที่ได้รับการปรับปรุงอนุญาตให้ถ่ายภาพอะตอมโดยใช้ลำต้นการพัฒนาเทคโนโลยีต้นกำเนิดส่วนใหญ่เป็นผลมาจากความก้าวหน้าในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งสัญญาณ

TEMS มักจะรวมระยะเลนส์สามขั้นตอน: เลนส์กลั่นตัว, เลนส์วัตถุประสงค์และเลนส์โปรเจ็กเตอร์ลำแสงอิเล็กตรอนหลักเกิดขึ้นจากเลนส์ควบแน่นในขณะที่เลนส์วัตถุประสงค์มุ่งเน้นไปที่ลำแสงที่ผ่านตัวอย่างเลนส์ที่ยื่นออกมาจะขยายลำแสงและฉายลงบนอุปกรณ์ถ่ายภาพเช่นหน้าจออิเล็กทรอนิกส์หรือแผ่นฟิล์มเลนส์พิเศษอื่น ๆ ใช้เพื่อแก้ไขการบิดเบือนของลำแสงการกรองพลังงานยังใช้ในการแก้ไขความผิดปกติของสีซึ่งเป็นรูปแบบของการบิดเบือนที่เกิดจากความไม่สามารถของเลนส์เพื่อโฟกัสสีทั้งหมดของสเปกตรัมที่จุดเดียวกันของการบรรจบกัน

ในขณะที่ระบบกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งผ่านแตกต่างกันมีส่วนประกอบและขั้นตอนหลายอย่างเหมือนกันครั้งแรกของเหล่านี้คือระบบสูญญากาศที่สร้างกระแสอิเล็กตรอนและรวมแผ่นไฟฟ้าสถิตและเลนส์ที่ผู้ปฏิบัติงานสามารถควบคุมลำแสงได้ขั้นตอนตัวอย่างรวมถึงการล็อคที่อนุญาตให้แทรกวัตถุที่จะศึกษาลงในกระแสกลไกในขั้นตอนนี้อนุญาตให้วางตำแหน่งตัวอย่างเพื่อมุมมองที่ดีที่สุดปืนอิเล็กตรอนใช้ในการปั๊มกระแสอิเล็กตรอนผ่าน TEMในที่สุดเลนส์อิเล็กตรอนที่ทำหน้าที่คล้ายกับเลนส์ออปติคัลทำให้เกิดระนาบวัตถุ