مبدأ تشغيل وتطبيق المجهر الإلكتروني النافذ
يستطيع المجهر الإلكتروني النافذ (TEM) مراقبة الهياكل الدقيقة الأصغر من {{0}}.2um والتي لا يمكن رؤيتها بوضوح تحت المجهر الضوئي. تسمى هذه الهياكل الهياكل تحت المجهرية أو الهياكل الدقيقة. لرؤية هذه الهياكل بوضوح، من الضروري اختيار مصدر ضوء ذو طول موجي أقصر لتحسين دقة المجهر. في عام 1932، اخترع روسكا المجهر الإلكتروني النافذ باستخدام شعاع الإلكترون كمصدر للضوء. الطول الموجي لشعاع الإلكترون أقصر بكثير من الضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية، والطول الموجي لشعاع الإلكترون يتناسب عكسيا مع الجذر التربيعي لجهد شعاع الإلكترون المنبعث، أي أنه كلما زاد الجهد، كلما قصر الطول الموجي. في الوقت الحاضر، يمكن أن تصل دقة TEM إلى 0.2 نانومتر.
مبدأ عمل المجهر الإلكتروني النافذ هو أن شعاع الإلكترون المنبعث من مدفع الإلكترون يمر عبر مكثف على طول المحور البصري لجسم المرآة في قناة مفرغة، ويتقارب في شعاع حاد ومشرق وموحد من الضوء من خلال المكثف، الذي يتم تشعيعه على العينة داخل حجرة العينة؛ يحمل شعاع الإلكترون الذي يمر عبر العينة المعلومات الهيكلية الداخلية للعينة. تكون كمية الإلكترونات التي تمر عبر الجزء الكثيف من العينة أقل، بينما تكون كمية الإلكترونات التي تمر عبر الجزء المتناثر أكثر؛ بعد التركيز والتكبير الأولي من خلال العدسة الموضوعية، يدخل شعاع الإلكترون إلى العدسة المتوسطة السفلية ومرآتي الإسقاط الأولى والثانية للحصول على تصوير تكبير شامل. وأخيرا، يتم عرض صورة الإلكترون المكبرة على شاشة الفلورسنت في غرفة المراقبة؛ تقوم شاشة الفلورسنت بتحويل الصور الإلكترونية إلى صور ضوئية مرئية ليتمكن المستخدمون من مراقبتها. سيعرض هذا القسم الهياكل والمبادئ الرئيسية لكل نظام على حدة.
استخدامات المجهر الإلكتروني النافذ
يُستخدم المجهر الإلكتروني النافذ على نطاق واسع في علوم المواد وعلم الأحياء. نظرًا لسهولة تشتت أو امتصاص الإلكترونات بواسطة الأجسام، تكون قوة الاختراق منخفضة، ويمكن أن تؤثر كثافة العينة وسمكها وعوامل أخرى على جودة التصوير النهائية. لذلك، يجب تحضير شرائح رفيعة جدًا، عادةً 50-100 نانومتر. لذا، عند المراقبة باستخدام المجهر الإلكتروني النافذ، يجب معالجة العينة بشكل رقيق جدًا. تشمل الطرق الشائعة الاستخدام ما يلي: طريقة التقسيم الرقيق للغاية، وطريقة التقسيم الرقيق جدًا المجمدة، وطريقة النقش المجمد، وطريقة الكسر المجمد، وما إلى ذلك. بالنسبة للعينات السائلة، يتم ملاحظتها عادةً عن طريق تعليق شبكة نحاسية معالجة مسبقًا.
