Principe de fonctionnement et application de la microscopie électronique à transmission
La microscopie électronique à transmission (TEM en abrégé) peut voir des structures fines inférieures à {{0}},2 um qui ne peuvent pas être vues clairement au microscope optique. Ces structures sont appelées Ultrastructure ou ultrastructure. Pour voir clairement ces structures, il est nécessaire de choisir une source lumineuse de longueur d’onde plus courte pour améliorer la résolution du microscope. Ruska a inventé la microscopie électronique à transmission avec le faisceau électronique comme source de lumière en 1932. La longueur d'onde du faisceau électronique est beaucoup plus courte que la lumière visible et la lumière ultraviolette, et la longueur d'onde du faisceau électronique 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 du TEM peut atteindre 0,2 nm.
Le principe de fonctionnement de la microscopie 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, puis le fait converger vers un point lumineux net, brillant et uniforme à travers le un condenseur qui éclaire l'échantillon dans la salle d'échantillonnage ; Le faisceau d'électrons traversant l'échantillon transporte les informations structurelles à l'intérieur de l'échantillon, avec moins d'électrons traversant les zones denses et plus d'électrons traversant les zones clairsemées ; Après la mise au point et le grossissement primaire de l'objectif, le faisceau électronique pénètre dans la lentille intermédiaire et dans les premier et deuxième miroirs de projection du niveau inférieur pour une imagerie à grossissement complet. L'image électronique amplifiée est finalement projetée sur l'écran fluorescent dans la salle d'observation ; Un écran fluorescent convertit les images électroniques en images de lumière visible que les utilisateurs peuvent observer. Cette section présentera les principales structures et principes de chaque système séparément.
Principe d'imagerie de la microscopie électronique à transmission
Le principe d’imagerie de la microscopie électronique à transmission peut être divisé en trois cas :
1. Image d'absorption : lorsque des électrons sont émis sur des échantillons de masse et de densité élevées, la formation de phase principale est la diffusion. Les zones de masse et d'épaisseur importantes sur l'échantillon ont un angle de diffusion des électrons plus grand, moins d'électrons traversent et la luminosité de l'image est plus sombre. Les premières microscopies électroniques à transmission étaient basées sur ce principe.
2. Image de diffraction : une fois le faisceau d'électrons diffracté par l'échantillon, la distribution d'amplitude de l'onde diffractée à différentes positions de l'échantillon correspond à la capacité de diffraction différente de chaque partie du cristal dans l'échantillon. Lorsqu'un défaut cristallographique apparaît, la capacité de diffraction de la partie défectueuse est différente de la zone complète, de sorte que la répartition de l'amplitude de l'onde diffractée est inégale, reflétant la répartition du défaut cristallographique.
3. Image de phase : lorsque l'échantillon est plus fin que 100 Å, les électrons peuvent traverser l'échantillon et le changement d'amplitude de l'onde peut être ignoré. L'imagerie provient du changement de phase.
Utilisation de la microscopie électronique à transmission
La microscopie électronique à transmission est largement utilisée en science des matériaux et en biologie. En raison de la susceptibilité des électrons à la diffusion ou à l'absorption par les objets, la force de pénétration est faible et la densité, l'épaisseur et d'autres facteurs de l'échantillon peuvent affecter la qualité de l'imagerie finale. Par conséquent, il est nécessaire de préparer des tranches ultrafines plus fines, généralement de 50-100 nm. Les échantillons observés en microscopie électronique à transmission doivent donc être traités de manière très fine. Les méthodes couramment utilisées comprennent : la méthode de section ultra-mince, la méthode de section ultra-mince congelée, la méthode de gravure gelée, la méthode de fracture gelée, etc. Pour les échantillons liquides, elle est généralement observée en suspendant un treillis métallique en cuivre prétraité.
