Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM - Transmission Electron Microscopy)

Question 1

Khái niệm TEM là gì?

Answer 1

Là 1 thiết bị ng/cứu vi cấu trúc vật rắn, sdụng chùm điện tử có n/lượng cao chiếu xuyên qua mẫu vật rắn mỏng & sdụng các thấu kính từ để tạo ảnh với độ phóng đại lớn. Ảnh có thể tạo ra trên màn huỳnh quang, hay trên film quang học, hay ghi nhận bằng các máy chụp kỹ thuật số. (λ < &laquo_space;λa/s khả kiến nên tạo độ phân giải tốt hơn kính hiển vi quang học)

Question 1

Nguyên tắc tạo ảnh của TEM là gì?

Answer 1

gần giống với kính hiển vi quang học, điểm khác q/trọng là sử dụng sóng điện tử thay cho sóng a/s & thấu kính từ thay cho thấu kính thủy tinh.

Question 2

Cấu tạo kính hiển vi điện tử truyền qua TEM là gì?

Answer 2

• Súng phóng điện tử: điện tử phát ra từ súng phóng điện tử có 2 cách tạo ra chùm điện tử:
  + Nguồn phát xạ nhiệt điện tử: e đc phát ra từ một cathot được đốt nóng, có tuổi thọ không cao và độ đơn sắc kém. Ưu điểm là rẻ tiền, ko đòi hỏi chân không cao. Các chất phổ biến dùng làm catốt W, Pt, LaB6,…
  + Súng phát xạ trường: e phát ra từ catot nhờ 1 Ulớn đặt vào nên có tuổi thọ cao, cườg độ chùm e lớn, độ đơn sắc cao. N/điểm là đắt tiền & đòi hỏi CKSC(10-9 Torr). Nguyên lý là: Sau khi ra khỏi Catot e di chuyển đến anot rỗng & được tăng tốc dưới thế tăng tốc V.
• Các hệ thấu kính và lăng kính
  + Trong TEM, việc điểu khiển sự tạo ảnh là thấu kính từ thay vì thấu kính thủy như ở kính hiển vi quang học, thấu kính từ - là 1 nam châm điện, ctrúc là cuộn dây cuốn trên lõi là vliệu từ mềm. Từ trường sinh ra đc tính toán để có pbố để chùm e truyền qua có độ lệch tùy vào từng loại thấu kính. Tiêu cự thay đổi theo cường độ dòng qua cuộn dây. Vì có dòng điện chạy qua, cuộn dây sẽ bị nóng lên do đó cần được làm lạnh bằng nước or nito lỏng
  + Hệ kính hội tụ và tạo chùm song song: có t/dụng tập trung chùm e vừa phát ra khỏi súng phóng & điều khiển k/thước cũng như độ hội tụ của chùm tia.
  + Vật kính: Có vtrò tạo ảnh, độ nét được điều chỉnh theo cường độ dòng chạy trong cuộn dây, qua đó thay đổi tiêu cự thấu kính.
  +Thấu kính nhiễu xạ: Có vai trò hội tụ tia nhiễu xạ và tạo ảnh nhiễu xạ trên mp tiêu.
  Thấu kính phóng đại: Là hệ thấu kính sau vật kính, và độ phóng đại của hệ được thay đổi bằng cách thay đổi tiệu cự của thấu kính.
  Ngoài ra, trong TEM còn có các hệ lăng kính có tác dụng bẻ đường đi của điện tử để lật ảnh hoặc điều khiển việc ghi nhận điện tử trong các phép phân tích khác nhau.
• Bộ phận ghi nhận và quan sát ảnh
  + Để q/sát ảnh, các dụng cụ ghi nhận phải là các thiết bị chuyển đổi tín hiệu, hđ dựa trên ng/lý ghi nhận sự tương tác của e với chất rắn.
  + Màn huỳnh quang và phim quang học: việc ghi nhận e dựa trên nglý phát quang của chất phủ trên bề mặt. Khi điện tử va đập vào màn hình, v/liệu sẽ phát quang & ảnh được ghi nhận thông qua a/sáng phát quang này.
  CCD Camera

Question 3

Ưu và nhược điểm của TEM?

Answer 3

• Ưu điểm:
  + Ảnh có độ tương phản & độ phân giải rất cao.
  + Cho ảnh thật về ctrúc vật rắn, cho nhiều thông tin hơn & ảnh có độ phân giải cấp ngtử
  + Phép p/tích hữu ích đem nhiều thông tin ng/cứu vliệu.
• Nhược điểm:
  + Là thiết bị hiện đại vs nhiều tính năng mạnh nên giá thành rất cao, đòi hỏi đkiện làm việc khắt khe
  + Đòi hỏi xử lý mẫu phức tạp & làm phá hủy mẫu
  + Điều khiển phức tạp & đòi hỏi độ chính xác cao.