Kính hiển vi điện tử truyền tải là gì?

Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) là một công nghệ hình ảnh trong đó các chùm electron đi qua các mẫu vật được phân chia rất mỏng.Khi các electron được truyền qua mẫu vật và tương tác với cấu trúc của nó, một hình ảnh được giải quyết được phóng đại và tập trung vào môi trường hình ảnh, chẳng hạn như màng nhiếp ảnh hoặc màn hình huỳnh quang hoặc được chụp bởi camera CCD đặc biệt.Do các electron được sử dụng trong kính hiển vi điện tử truyền có bước sóng rất nhỏ, TEMS có thể hình ảnh ở độ phân giải cao hơn nhiều so với kính hiển vi quang học thông thường phụ thuộc vào dầm ánh sáng.Do sức mạnh giải quyết cao hơn, TEM đóng vai trò quan trọng trong các lĩnh vực virus học, nghiên cứu ung thư, nghiên cứu vật liệu và nghiên cứu và phát triển vi điện tử.Nguyên mẫu TEM đầu tiên được xây dựng vào năm 1931, và đến năm 1933, một đơn vị có sức mạnh giải quyết lớn hơn ánh sáng đã được chứng minh bằng cách sử dụng hình ảnh của sợi bông làm mẫu thử.Trong vài thập kỷ tới, khả năng hình ảnh của kính hiển vi điện tử truyền tải đã được tinh chỉnh, làm cho công nghệ trở nên hữu ích trong nghiên cứu các mẫu vật sinh học.Sau khi giới thiệu kính hiển vi điện tử đầu tiên ở Đức vào năm 1939, những phát triển tiếp theo đã bị trì hoãn bởi Thế chiến II, trong đó một phòng thí nghiệm quan trọng đã bị ném bom và hai nhà nghiên cứu đã chết.Sau chiến tranh, kính hiển vi điện tử đầu tiên với độ phóng đại 100K đã được giới thiệu.Thiết kế nhiều giai đoạn cơ bản của nó vẫn có thể được tìm thấy trong kính hiển vi điện tử truyền động hiện đại.

Khi công nghệ TEM trưởng thành, một công nghệ liên quan, kính hiển vi điện tử truyền tải (STEM), đã được tinh chỉnh vào những năm 1970.Sự phát triển của súng phát xạ trường và ống kính khách quan được cải thiện cho phép hình ảnh các nguyên tử bằng thân cây.Phần lớn sự phát triển của công nghệ STEM là do những tiến bộ trong kính hiển vi điện tử truyền tải.

TEMS thường kết hợp ba giai đoạn thấu kính: ống kính ngưng tụ, ống kính khách quan và ống kính máy chiếu.Chùm tia điện tử chính được hình thành bởi ống kính ngưng tụ, trong khi ống kính khách quan tập trung chùm tia đi qua mẫu vật.Ống kính chiếu mở rộng chùm tia và chiếu nó lên thiết bị hình ảnh, chẳng hạn như màn hình điện tử hoặc tấm phim.Các ống kính chuyên dụng khác được sử dụng để điều chỉnh biến dạng chùm tia.Lọc năng lượng cũng được sử dụng để điều chỉnh quang sai màu sắc, một dạng biến dạng gây ra bởi sự bất lực của ống kính để tập trung tất cả các màu của phổ tại cùng một điểm hội tụ.Có một số thành phần và giai đoạn chung.Đầu tiên trong số này là một hệ thống chân không tạo ra luồng electron và kết hợp các tấm tĩnh điện và ống kính mà người vận hành có thể điều khiển chùm tia.Giai đoạn mẫu vật bao gồm các hãng hàng không cho phép chèn đối tượng được nghiên cứu vào luồng.Các cơ chế trong giai đoạn này cho phép định vị mẫu vật để xem tối ưu.Một khẩu súng điện tử được sử dụng để bơm luồng electron qua TEM.Cuối cùng, một ống kính electron, hoạt động tương tự như một ống kính quang học, tái tạo mặt phẳng đối tượng.