Características de la Microscopía Electrónica de Transmisión
El principio de formación de imágenes del microscopio electrónico y el microscopio óptico es básicamente el mismo, la diferencia es que el primero utiliza un haz de electrones como fuente de luz y un campo electromagnético como lente. Además, debido a que el poder de penetración del haz de electrones es muy débil, la muestra utilizada para el microscopio electrónico debe tener una sección ultradelgada con un espesor de aproximadamente 50 nm. Este corte debe hacerse con un ultramicrótomo. El aumento del microscopio electrónico puede alcanzar hasta casi un millón de veces. Consta de cinco partes: sistema de iluminación, sistema de imágenes, sistema de vacío, sistema de grabación y sistema de suministro de energía. Si se subdivide: la parte principal es la lente electrónica y el sistema de grabación de imágenes. Cañones de electrones, espejos condensadores, cámaras de muestra, lentes objetivo, espejos de difracción, espejos intermedios, espejos de proyección, pantallas fluorescentes y cámaras en vacío.
Un microscopio electrónico es un microscopio que utiliza electrones para revelar el interior o la superficie de un objeto. La longitud de onda de los electrones de alta velocidad es más corta que la de la luz visible (dualidad onda-partícula), y la resolución del microscopio está limitada por la longitud de onda que utiliza. Por lo tanto, la resolución teórica del microscopio electrónico (alrededor de 0,1 nanómetros) es mucho mayor que la del microscopio óptico. velocidad (alrededor de 200 nm).
El microscopio electrónico de transmisión, abreviado TEM, denominado microscopio electrónico de transmisión, consiste en proyectar el haz de electrones acelerado y concentrado sobre una muestra muy delgada, y los electrones chocan con los átomos de la muestra para cambiar la dirección, produciendo así una dispersión de ángulo sólido. El tamaño del ángulo de dispersión está relacionado con la densidad y el grosor de la muestra, por lo que se pueden formar imágenes con diferente brillo y oscuridad, y las imágenes se mostrarán en dispositivos de imagen (como pantallas fluorescentes, películas y componentes de acoplamiento fotosensibles) después de acercar y enfocar.
Debido a la muy corta longitud de onda de De Broglie del electrón, la resolución del microscopio electrónico de transmisión es mucho mayor que la del microscopio óptico, que puede alcanzar 0.1-0.2nm, y el aumento es decenas de miles a millones de veces. Por lo tanto, el uso de la microscopía electrónica de transmisión se puede utilizar para observar la estructura fina de las muestras, incluso la estructura de una sola columna de átomos, que es decenas de miles de veces más pequeña que la estructura más pequeña que se puede observar mediante microscopía óptica. TEM es un método analítico importante en muchos campos científicos relacionados con la física y la biología, como la investigación del cáncer, la virología, la ciencia de los materiales, así como la nanotecnología, la investigación de semiconductores, etc.
A bajos aumentos, el contraste en las imágenes TEM se debe principalmente a la diferente absorción de electrones debido al diferente espesor y composición del material. Cuando el múltiplo de aumento es alto, las fluctuaciones complejas provocarán diferencias en el brillo de la imagen, por lo que se requiere conocimiento profesional para analizar la imagen obtenida. Al usar los diferentes modos de TEM, es posible obtener imágenes de una muestra por sus propiedades químicas, orientación cristalográfica, estructura electrónica, cambio de fase electrónico de la muestra y, en general, por absorción de electrones.
El primer TEM fue desarrollado por Max Knorr y Ernst Ruska en 1931, este grupo de investigación desarrolló el primer TEM con una resolución más allá de la luz visible en 1933, y el primer TEM comercial en 1939 con éxito.
TEM grande
El TEM convencional generalmente adopta un voltaje de aceleración del haz de electrones de {{0}}kV. Diferentes modelos corresponden a diferentes voltajes de aceleración del haz de electrones. La resolución está relacionada con el voltaje de aceleración del haz de electrones y puede alcanzar 0.2-0.1nm. Los modelos de gama alta pueden lograr una resolución de nivel atómico.
TEM de bajo voltaje
Microscopio electrónico de bajo voltaje, el voltaje de aceleración del haz de electrones (5kV) utilizado por LVEM es mucho más bajo que el del microscopio electrónico de transmisión grande. Un voltaje de aceleración más bajo mejorará la fuerza de la interacción entre el haz de electrones y la muestra, mejorando así el contraste y el contraste de la imagen, especialmente adecuado para muestras como polímeros y biología; al mismo tiempo, el microscopio electrónico de transmisión de bajo voltaje causará menos daño a la muestra.
La resolución es más baja que la del microscopio electrónico grande, 1-2nm. Debido al bajo voltaje, TEM, SEM y STEM se pueden combinar en un solo dispositivo
Crio-EM
La criomicroscopía generalmente está equipada con un dispositivo de congelación de muestras en un microscopio electrónico de transmisión ordinario para enfriar la muestra a la temperatura del nitrógeno líquido (77K), que se utiliza para observar muestras sensibles a la temperatura, como proteínas y cortes biológicos. Al congelar la muestra, se puede reducir el daño a la muestra por el haz de electrones, se puede reducir la deformación de la muestra y se puede obtener una forma de muestra más realista.
características de funcionamiento
1. Estabilidad
La estabilidad del tubo fotomultiplicador está determinada por muchos factores, como las características del propio dispositivo, el estado de funcionamiento y las condiciones ambientales. Hay muchas situaciones donde la salida del tubo es inestable durante el proceso de trabajo, incluyendo principalmente:
a. Saltos de inestabilidad causados por una mala soldadura de los electrodos en el tubo, estructura suelta, mal contacto de la metralla del cátodo, descarga de la punta entre los electrodos, descarga disruptiva, etc., y la señal repentinamente es grande y pequeña.
b. Continuidad e inestabilidad por fatiga causada por demasiada corriente de salida del ánodo.
C. Efecto de las Condiciones Ambientales sobre la Estabilidad. A medida que aumenta la temperatura ambiente, disminuye la sensibilidad del tubo.
d. El ambiente húmedo provoca fugas entre los pines, lo que hace que la corriente oscura aumente y se vuelva inestable.
mi. La interferencia del campo electromagnético ambiental provoca un trabajo inestable.
2. Limite el voltaje de trabajo
El último voltaje de trabajo se refiere al límite superior del voltaje que se le permite aplicar al tubo. Por encima de este voltaje, el tubo se descargará o incluso se estropeará.
