Caractéristiques de la microscopie électronique à transmission
Le principe d'imagerie du microscope électronique et du microscope optique est fondamentalement le même, la différence est que le premier utilise un faisceau d'électrons comme source de lumière et un champ électromagnétique comme lentille. De plus, le pouvoir de pénétration du faisceau d'électrons étant très faible, l'échantillon utilisé pour le microscope électronique doit être réalisé en une coupe ultra-mince d'une épaisseur d'environ 50 nm. Cette tranche doit être faite avec un ultramicrotome. Le grossissement du microscope électronique peut atteindre près d'un million de fois. Il se compose de cinq parties : système d'éclairage, système d'imagerie, système de vide, système d'enregistrement et système d'alimentation. S'il est subdivisé : la partie principale est l'objectif électronique et le système d'enregistrement d'images. Canons à électrons, miroirs condenseurs, chambres d'échantillonnage, lentilles d'objectif, miroirs de diffraction, miroirs intermédiaires, miroirs de projection, écrans fluorescents et caméras dans le vide.
Un microscope électronique est un microscope qui utilise des électrons pour révéler l'intérieur ou la surface d'un objet. La longueur d'onde des électrons à grande vitesse est plus courte que celle de la lumière visible (dualité onde-particule) et la résolution du microscope est limitée par la longueur d'onde qu'il utilise. Par conséquent, la résolution théorique du microscope électronique (environ 0.1 nanomètres) est bien supérieure à celle du microscope optique. vitesse (environ 200 nm).
Le microscope électronique à transmission, en abrégé TEM, appelé microscope électronique à transmission, consiste à projeter le faisceau d'électrons accéléré et concentré sur un échantillon très fin, et les électrons entrent en collision avec les atomes de l'échantillon pour changer la direction, produisant ainsi une diffusion à angle solide. La taille de l'angle de diffusion est liée à la densité et à l'épaisseur de l'échantillon, de sorte que des images avec une luminosité et une obscurité différentes peuvent être formées, et les images seront affichées sur des appareils d'imagerie (tels que des écrans fluorescents, des films et des composants de couplage photosensibles) après zoom avant et mise au point.
En raison de la très courte longueur d'onde de Broglie de l'électron, la résolution du microscope électronique à transmission est bien supérieure à celle du microscope optique, qui peut atteindre 0.1-0.2nm, et le grossissement est des dizaines de milliers à des millions de fois. Par conséquent, l'utilisation de la microscopie électronique à transmission peut être utilisée pour observer la structure fine des échantillons, même la structure d'une seule colonne d'atomes, qui est des dizaines de milliers de fois plus petite que la plus petite structure observable par microscopie optique. La TEM est une méthode analytique importante dans de nombreux domaines scientifiques liés à la physique et à la biologie, tels que la recherche sur le cancer, la virologie, la science des matériaux, ainsi que la nanotechnologie, la recherche sur les semi-conducteurs, etc.
À de faibles grossissements, le contraste en imagerie TEM est principalement dû à l'absorption différente des électrons en raison de l'épaisseur et de la composition différentes du matériau. Lorsque le multiple de grossissement est élevé, des fluctuations complexes entraîneront des différences de luminosité de l'image. Des connaissances professionnelles sont donc nécessaires pour analyser l'image obtenue. En utilisant les différents modes de TEM, il est possible d'imager un échantillon par ses propriétés chimiques, son orientation cristallographique, sa structure électronique, son déphasage électronique par l'échantillon, et généralement par absorption d'électrons.
Le premier TEM a été développé par Max Knorr et Ernst Ruska en 1931, ce groupe de recherche a développé le premier TEM avec une résolution au-delà de la lumière visible en 1933, et le premier TEM commercial en 1939 avec succès.
Grand TEM
Le TEM conventionnel adopte généralement une tension d'accélération de faisceau d'électrons de {{0}}kV. Différents modèles correspondent à différentes tensions d'accélération du faisceau d'électrons. La résolution est liée à la tension d'accélération du faisceau d'électrons et peut atteindre 0,2-0.1 nm. Les modèles haut de gamme peuvent atteindre une résolution de niveau atomique.
TEM basse tension
Microscope électronique basse tension, la tension d'accélération du faisceau d'électrons (5kV) utilisée par LVEM est bien inférieure à celle du grand microscope électronique à transmission. Une tension d'accélération inférieure renforcera la force de l'interaction entre le faisceau d'électrons et l'échantillon, améliorant ainsi le contraste et le contraste de l'image, particulièrement adapté aux échantillons tels que les polymères et la biologie ; en même temps, le microscope électronique à transmission basse tension causera moins de dommages à l'échantillon.
La résolution est inférieure à celle du grand microscope électronique, 1-2nm. En raison de la basse tension, TEM, SEM et STEM peuvent être combinés dans un seul appareil
Cryo-EM
La cryo-microscopie est généralement équipée d'un dispositif de congélation d'échantillon sur un microscope électronique à transmission ordinaire pour refroidir l'échantillon à la température de l'azote liquide (77K), qui est utilisé pour observer les échantillons sensibles à la température tels que les protéines et les tranches biologiques. En congelant l'échantillon, les dommages causés à l'échantillon par le faisceau d'électrons peuvent être réduits, la déformation de l'échantillon peut être réduite et une forme d'échantillon plus réaliste peut être obtenue.
les caractéristiques de fonctionnement
1. Stabilité
La stabilité du tube photomultiplicateur est déterminée par de nombreux facteurs tels que les caractéristiques de l'appareil lui-même, l'état de fonctionnement et les conditions environnementales. Il existe de nombreuses situations où la sortie du tube est instable pendant le processus de travail, notamment :
un. Instabilité de saut causée par une mauvaise soudure des électrodes dans le tube, une structure lâche, un mauvais contact des éclats de cathode, une décharge de pointe entre les électrodes, un contournement, etc., et le signal est soudainement grand et petit.
b. Instabilité de continuité et de fatigue causée par trop de courant de sortie d'anode.
c. Effet des conditions environnementales sur la stabilité. Lorsque la température ambiante augmente, la sensibilité du tube diminue.
d. Un environnement humide provoque des fuites entre les broches, provoquant une augmentation et une instabilité du courant d'obscurité.
e. Les interférences du champ électromagnétique environnemental provoquent un travail instable.
2. Limiter la tension de fonctionnement
La tension de fonctionnement ultime fait référence à la limite supérieure de la tension que le tube est autorisé à appliquer. Au dessus de cette tension, le tube va se décharger voire tomber en panne.
