Transmisyjny mikroskop elektronowy: Różnice pomiędzy wersjami

poprawa ujedn. i przek., WP:SK, drobne redakcyjne
(Poprawiona grubość próbki. Z książki "Nanotechnologie"- Kelsay, Hamley, Geoghegan, strona 79 (Transmisyjna mikroskopia elektronowa))
(poprawa ujedn. i przek., WP:SK, drobne redakcyjne)
'''Transmisyjny mikroskop elektronowy''' ('''TEM''', z ang:Transmission Electron''transmission electron Microscopemicroscope'') - rejestrowane są [[elektronyelektron]]y przechodzące przez próbkę. Próbką w takim mikroskopie musi być cienka płytka o grubości rzędu setek nanometrów[[nanometr]]ów<ref name="Kelsall">{{Cytuj książkę | autor = R.W. Kelsall, I.W. Hamley, M. Geoghegan | tytuł = Nanotechnologie | wydawca = PWN | miejsce = Warszawa | data = 2008, 2012 | strony = 79 | isbn = 978-83-01-17233-6}}</ref>. Przygotowanie takiej próbki jest trudne i znacznie ogranicza zastosowania mikroskopu.
[[Plik:Electron microscope.svg|thumb|120px|Uproszczony schemat transmisyjnego mikroskopu elektronowego]]
 
'''Transmisyjny mikroskop elektronowy''' (ang:Transmission Electron Microscope) - rejestrowane są [[elektrony]] przechodzące przez próbkę. Próbką w takim mikroskopie musi być cienka płytka o grubości rzędu setek nanometrów. Przygotowanie takiej próbki jest trudne i znacznie ogranicza zastosowania mikroskopu.
 
== Zasada działania ==
[[Plik:Electron microscope.svg|thumb|120px150px|Uproszczony schemat transmisyjnego mikroskopu elektronowego]]
Najważniejszym elementem transmisyjnego mikroskopu elektronowego jest kolumna mikroskopu (1), która zawiera [[działo elektronowe]] (2) wytwarzające (np. w wyniku [[emisja termoelektronowa|termoemisji]] lub emisji polowej) wiązkę elektronów (3). Wstępnie uformowana wiązka elektronów w obszarze pomiędzy [[katoda|katodą]] (4) i [[anoda|anodą]] (5) zostaje rozpędzona uzyskując energię:
<math> ''E'' =e U''eU'',</math> gdzie ''e'' jest ładunkiem elektronu, a ''U'' [[napięcie elektryczne|napięciem]] między katodą i anodą.
 
Zwiększenie napięcia pozwala na zwiększenie [[pędPęd (fizyka)|pędu]] elektronów, co zmniejsza długości fali. Przykładowo, gdy napięcie przyspieszające U = 300 kV , wtedy długość fali elektronów λ = 0,00197 nm. Dla takiego napięcia prędkość elektronów w kolumnie mikroskopu v = 0,776 c, gdzie '''c''' jest [[prędkość światła|prędkością światła w próżni]]. Aby elektrony mogły przebyć drogę od działa elektronowego do ekranu konieczne jest utrzymywanie w kolumnie bardzo wysokiej [[próżnia|próżni]]. [[soczewka|Soczewkom]] optycznym odpowiada odpowiednio ukształtowane [[pole magnetyczne]] zmieniające bieg elektronów w cewkach ogniskujących (6). Istotną zaletą [[soczewka magnetyczna|soczewek magnetycznych]] jest możliwość płynnej zmiany ich ogniskowych przez regulację [[natężenieNatężenie prądu elektrycznego|natężenia prądu]] przypływającego przez soczewkę.
 
Gdy rozpędzona wiązka elektronów pada na preparat, zachodzi szereg efektów, które są wykorzystywane w różnych urządzeniach badawczych. W przypadku dostatecznie cienkich preparatów część elektronów przechodzi przez preparat (7) i jest wykorzystywana w transmisyjnych mikroskopach elektronowych.
 
Elektrony mogą być odbite od preparatu lub mogą wybijać z preparatu elektrony zwane wtórnymi. Te dwa rodzaje elektronów wykorzystuje się w mikroskopach odbiciowych. Elektrony padające na preparat mogą ponadto wzbudzać elektrony atomów badanej próbki, które następnie emitują rentgenowskie promieniowanie charakterystyczne dla atomów próbki. Wiele mikroskopów elektronowych, zarówno transmisyjnych, jak i skaningowych, wyposażonych jest w spektrometr(y)jeden lub kika spektrometrów EDS (en:z Energyang. Dispersive''energy dispersive X-Rayray Spectroscopyspectroscopy'') lub WDS (en:z ang. Wavelength''wavelength Dispersivedispersive X-Rayray Spectrometryspectrometry''), pozwalającepozwalających na wykonanie analizy składu chemicznego próbki.
 
Wiązka elektronowa po przejściu przez preparat może być kształtowana podobnie jak promienie świetlne, z wykorzystaniem układu [[obiektyw]] (8) - [[okular]] (9). W przypadku elektronów zamiast szklanych elementów optycznych wykorzystywane są cewki zmieniające bieg naładowanych cząstek. Mikroskop może pracować w trybie obrazu wówczas wiązka tworzy obraz preparatu na detektorze (10). Mikroskop pracujący w trybie dyfrakcji może nie mieć cewek obiektywu i okularu, obraz tworzą elektrony w wyniku zjawiska dyfrakcji na strukturze próbki. W pierwszych konstrukcjach detektor był ekranem [[Elektronoluminescencja|elektronoluminescencyjnym]] (obecnie też stosowane), w obecnych konstrukcjach detektor w postaci matrycy [[matryca CCD|CCD]], pobudzanej elektronami, umożliwia odczytanie obrazu jako sygnałów elektrycznych, a odpowiednia aparatura pomiarowa pozwala na zapisywanie informacji i tworzenie obrazu próbki.
 
Wiązka elektronowa po przejściu przez preparat może być kształtowana podobnie jak promienie świetlne, z wykorzystaniem układu [[obiektyw]] (8) - [[okular]] (9). W przypadku elektronów zamiast szklanych elementów optycznych wykorzystywane są cewki zmieniające bieg naładowanych cząstek. Mikroskop może pracować w trybie obrazu wówczas wiązka tworzy obraz preparatu na detektorze (10). Mikroskop pracujący w trybie dyfrakcji może nie mieć cewek obiektywu i okularu, obraz tworzą elektrony w wyniku zjawiska dyfrakcji na strukturze próbki. W pierwszych konstrukcjach detektor był ekranem [[ElektronoluminescencjaKatodoluminescencja|elektronoluminescencyjnym]] (obecnie też stosowane), w obecnych konstrukcjach detektor w postaci matrycy [[matryca CCD|CCD]], pobudzanej elektronami, umożliwia odczytanie obrazu jako sygnałów elektrycznych, a odpowiednia aparatura pomiarowa pozwala na zapisywanie informacji i tworzenie obrazu próbki.
{{Przypisy}}
[[Kategoria:Mikroskopy]]