مبدأ عمل المجهر الإلكتروني النافذ
يستطيع المجهر الإلكتروني للإرسال (المجهر الإلكتروني للإرسال ، TEM اختصارًا) رؤية البنى المجهرية الأصغر من {0}. 2um التي لا يمكن رؤيتها بوضوح تحت المجهر الضوئي. تسمى هذه الهياكل الهياكل الفرعية أو البنية التحتية الدقيقة. لرؤية هذه الهياكل بوضوح ، يجب اختيار مصدر ضوء بطول موجي أقصر لزيادة دقة المجهر. في عام 1932 ، اخترع روسكا مجهرًا إلكترونيًا ناقلًا مع حزمة إلكترونية كمصدر للضوء. الطول الموجي لحزمة الإلكترون أقصر بكثير من الطول الموجي للضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية ، ويتناسب الطول الموجي لحزمة الإلكترون عكسيًا مع الجذر التربيعي لجهد حزمة الإلكترون المنبعثة ، أي كلما زاد الجهد. أقصر الطول الموجي. في الوقت الحاضر ، يمكن أن تصل دقة TEM إلى 0.2 نانومتر.
مبدأ عمل المجهر الإلكتروني للإرسال هو أن شعاع الإلكترون المنبعث من مسدس الإلكترون يمر عبر المكثف على طول المحور البصري لجسم المرآة في قناة الفراغ ، ويتم تكثيفه في بقعة ضوئية حادة ومشرقة وموحدة بواسطة المكثف ، وتضيء العينة في حجرة العينة. على؛ يحمل شعاع الإلكترون بعد المرور عبر العينة المعلومات الهيكلية داخل العينة ، وتكون كمية الإلكترونات التي تمر عبر الجزء الكثيف من العينة صغيرة ، وتكون كمية الإلكترونات التي تمر عبر الجزء المتناثر أكثر ؛ بعد التركيز والتكبير الأولي للعدسة الشيئية ، تقوم شعاع الإلكترون العدسة الوسيطة التي تدخل المرحلة السفلية ومرايا الإسقاط الأولى والثانية بإجراء تصوير تكبير شامل ، وأخيراً يتم عرض الصورة الإلكترونية المكبرة على شاشة الفلورسنت في غرفة المراقبة ؛ تقوم شاشة الفلورسنت بتحويل الصورة الإلكترونية إلى صورة ضوئية مرئية ليراها المستخدمون. سيعرض هذا القسم الهيكل والمبدأ الرئيسيين لكل نظام على التوالي.
مبادئ نقل المجهر الإلكتروني
يمكن تقسيم مبدأ التصوير بالمجهر الإلكتروني النافذ إلى ثلاث حالات:
1. صورة الامتصاص: عندما تصطدم الإلكترونات بعينة ذات كتلة وكثافة عاليتين ، يكون تأثير تشكيل الطور الرئيسي هو التشتت. عندما تكون كتلة العينة وسمكها أكبر ، تكون زاوية تشتت الإلكترونات أكبر ، ويمر عدد أقل من الإلكترونات ، ويكون سطوع الصورة أغمق. اعتمدت المجاهر الإلكترونية الناقلة المبكرة على هذا المبدأ.
2. صورة الحيود: بعد حيود شعاع الإلكترون بواسطة العينة ، فإن توزيع اتساع الموجة المنحرفة في مواضع مختلفة للعينة يتوافق مع قوة الانعراج المختلفة لكل جزء من البلورة في العينة. توزيع اتساع الموجات المنعرجة ليس موحدًا ، مما يعكس توزيع العيوب البلورية.
3. صورة المرحلة: عندما تكون العينة أرق من 100 درجة ، يمكن للإلكترونات أن تمر عبر العينة ، ويمكن تجاهل تغير اتساع الموجة ، ويأتي التصوير من تغير الطور.
استخدامات المجهر الإلكتروني النافذ
يستخدم المجهر الإلكتروني للإرسال على نطاق واسع في علم المواد وعلم الأحياء. نظرًا لأن الإلكترونات تتشتت بسهولة أو تمتصها الأجسام ، يكون الاختراق منخفضًا ، وستؤثر كثافة وسمك العينة على جودة التصوير النهائية. يجب تحضير المقاطع الرقيقة جدًا ، 50-100 نانومتر. لذلك ، يجب معالجة عينة المراقبة بواسطة المجهر الإلكتروني النافذ بشكل دقيق للغاية. الطرق المستخدمة بشكل شائع هي: التقسيم الرقيق جدًا ، التقسيم الرقيق جدًا المجمد ، النقش بالتجميد ، التجميد الكسر وما إلى ذلك. بالنسبة للعينات السائلة ، يتم ملاحظتها عادةً بالتعليق على شبكة نحاسية مُعالجة مسبقًا.
