Le principe de fonctionnement du microscope électronique à transmission
Le microscope électronique à transmission (microscope électronique à transmission, TEM en abrégé) peut voir les microstructures plus petites que {{0}}.2um qui ne peuvent pas être vues clairement sous le microscope optique. Ces structures sont appelées sous-microstructures ou ultrastructures. Pour voir clairement ces structures, une source lumineuse avec une longueur d'onde plus courte doit être choisie pour augmenter la résolution du microscope. En 1932, Ruska a inventé un microscope électronique à transmission avec un faisceau d'électrons comme source de lumière. La longueur d'onde du faisceau d'électrons est beaucoup plus courte que celle de la lumière visible et de la lumière ultraviolette, et la longueur d'onde du faisceau d'électrons est inversement proportionnelle à la racine carrée de la tension du faisceau d'électrons émis, c'est-à-dire que plus la tension est élevée. plus la longueur d'onde est courte. À l'heure actuelle, la résolution de TEM peut atteindre 0,2 nm.
Le principe de fonctionnement du microscope électronique à transmission est que le faisceau d'électrons émis par le canon à électrons traverse le condenseur le long de l'axe optique du corps du miroir dans le canal à vide et est condensé en un point lumineux net, brillant et uniforme par le condenseur. , et illumine l'échantillon dans la chambre d'échantillon. Sur; le faisceau d'électrons après avoir traversé l'échantillon transporte les informations structurelles à l'intérieur de l'échantillon, la quantité d'électrons traversant la partie dense de l'échantillon est faible et la quantité d'électrons traversant la partie clairsemée est supérieure ; après la mise au point et le grossissement primaire de la lentille d'objectif, le faisceau d'électrons La lentille intermédiaire entrant dans l'étage inférieur et les premier et deuxième miroirs de projection effectuent une imagerie de grossissement complète, et enfin l'image électronique agrandie est projetée sur l'écran fluorescent dans la salle d'observation ; l'écran fluorescent convertit l'image électronique en une image de lumière visible que les utilisateurs peuvent observer. Cette section présentera respectivement la structure principale et le principe de chaque système.
Principes d'imagerie au microscope électronique à transmission
Le principe d'imagerie du microscope électronique à transmission peut être divisé en trois situations :
1. Image d'absorption : lorsque les électrons frappent un échantillon de masse et de densité élevées, le principal effet de formation de phase est la diffusion. Lorsque la masse et l'épaisseur de l'échantillon sont plus grandes, l'angle de diffusion des électrons est plus grand et moins d'électrons passent à travers, et la luminosité de l'image est plus sombre. Les premiers microscopes électroniques à transmission étaient basés sur ce principe.
2. Image de diffraction : une fois le faisceau d'électrons diffracté par l'échantillon, la distribution de l'amplitude de l'onde diffractée à différentes positions de l'échantillon correspond à la puissance de diffraction différente de chaque partie du cristal dans l'échantillon. La distribution d'amplitude des ondes diffractées n'est pas uniforme, reflétant la distribution des défauts cristallins.
3. Image de phase : lorsque l'échantillon est plus fin que 100 Å, les électrons peuvent traverser l'échantillon, et le changement d'amplitude d'onde peut être ignoré, et l'imagerie provient du changement de phase.
Utilisations de la microscopie électronique à transmission
La microscopie électronique à transmission est largement utilisée en science des matériaux et en biologie. Étant donné que les électrons sont facilement dispersés ou absorbés par des objets, la pénétration est faible et la densité et l'épaisseur de l'échantillon affecteront la qualité d'imagerie finale. Des coupes ultrafines plus fines doivent être préparées, généralement 50-100 nm. Par conséquent, l'échantillon pour l'observation au microscope électronique à transmission doit être traité très finement. Les méthodes couramment utilisées sont : la coupe ultra-mince, la coupe ultra-mince congelée, la gravure par congélation, la fracture par congélation, etc. Pour les échantillons liquides, elle est généralement observée par accrochage sur une grille de cuivre prétraitée.
