Sendingarrafeindasmásjárskoðun Starfseiginleikar
Kynning
Myndgreiningarreglan um rafeindasmásjá og sjónsmásjá er í grundvallaratriðum sú sama, munurinn er sá að sá fyrrnefndi notar rafeindageisla sem ljósgjafa og rafsegulsvið sem linsu. Þar að auki, vegna þess að gegnumstreymiskraftur rafeindageislans er mjög veik, verður að gera sýnishornið sem notað er fyrir rafeindasmásjána í ofurþunnan hluta með þykkt um það bil 50nm. Þessa sneið þarf að gera með ultramicrotome. Stækkun rafeindasmásjánnar getur náð allt að milljón sinnum. Það samanstendur af fimm hlutum: ljósakerfi, myndgreiningarkerfi, tómarúmskerfi, upptökukerfi og aflgjafakerfi. Ef það er skipt upp: Aðalhlutinn er rafræna linsan og myndatökukerfið. Rafeindabyssur, þéttispeglar, sýnishólf, hlutlinsur, sveifluspeglar, millispeglar, vörpuspeglar, flúrljómandi skjáir og myndavélar í lofttæmi.
Rafeindasmásjá er smásjá sem notar rafeindir til að sýna innra hluta eða yfirborð hlutar. Bylgjulengd háhraða rafeinda er styttri en sýnilegs ljóss (bylgju-agna tvískiptur), og upplausn smásjáarinnar takmarkast af bylgjulengdinni sem hún notar. Þess vegna er fræðileg upplausn rafeindasmásjáarinnar (um 0.1 nanómetrar) mun hærri en ljóssmásjáarinnar. hraði (um 200 nm).
Sendingarrafeindasmásjá (TEM í stuttu máli), kölluð rafeindasmásjá [1], er til að varpa hraða og einbeittum rafeindageisla á mjög þunnt sýni og rafeindirnar rekast á frumeindirnar í sýninu til að breyta stefnu, þar með sem framleiðir dreifingu á föstu horni. . Stærð dreifingarhornsins er tengd þéttleika og þykkt sýnisins, þannig að myndir með mismunandi birtustigi og myrkri geta myndast og myndirnar verða sýndar á myndtækjum (eins og flúrljómandi skjám, kvikmyndum og ljósnæmum tengihlutum) eftir aðdrátt inn og fókus.
Vegna mjög stuttrar de Broglie-bylgjulengdar rafeindarinnar er upplausn rafeindasmásjár rafeindarinnar mun hærri en ljóssmásjáarinnar, sem getur náð 0.1-0.2nm, og stækkunin er tugþúsundum til milljóna sinnum. Þess vegna er hægt að nota rafeindasmásjá til að fylgjast með fíngerðri uppbyggingu sýna, jafnvel uppbyggingu aðeins einnar dálks atóma, sem er tugþúsundum sinnum minni en minnsta uppbyggingin sem hægt er að sjá með ljóssmásjá. TEM er mikilvæg greiningaraðferð á mörgum vísindasviðum sem tengjast eðlisfræði og líffræði, svo sem krabbameinsrannsóknum, veirufræði, efnisfræði, auk nanótækni, hálfleiðararannsóknum o.fl.
Við litla stækkun er andstæðan í TEM myndmyndun aðallega vegna mismunandi frásogs rafeinda vegna mismunandi þykktar og samsetningar efnisins. Þegar stækkunarmargfeldið er hátt munu flóknar sveiflur valda mun á birtustigi myndarinnar, svo fagþekking er nauðsynleg til að greina myndina sem fæst. Með því að nota mismunandi stillingar TEM er hægt að mynda sýni eftir efnafræðilegum eiginleikum þess, kristalfræðilegri stefnu, rafrænni uppbyggingu, rafrænni fasaskiptingu sýnisins og almennt með frásog rafeinda.
Fyrsta TEM var þróað af Max Knorr og Ernst Ruska árið 1931, þessi rannsóknarhópur þróaði fyrsta TEM með upplausn handan sýnilegs ljóss árið 1933 og fyrsta viðskiptalega TEM árið 1939.
Stór TEM
Stórfelldar rafeindasmásjár (hefðbundin TEM) nota almennt 80-300kV rafeindageislahröðunarspennu. Mismunandi gerðir samsvara mismunandi rafeindageislahröðunarspennum. Upplausnin tengist hröðunarspennu rafeindageisla, sem getur náð 0.2-0.1nm. Hágæða módel geta náð aðgreiningu á atómstigi.
Lágspenna TEM
Rafeindageislahröðunarspennan (5kV) sem notuð er í lágspennu litlu TEM (Low-Voltage rafeindasmásjá, LVEM) er mun lægri en stóra TEM. Lægri hröðunarspenna mun auka styrk víxlverkunar milli rafeindageisla og sýnis og þar með bæta birtuskil myndarinnar og birtuskil, sérstaklega hentugur fyrir sýni eins og fjölliður og líffræði; á sama tíma mun lágspennu rafeindasmásjáin valda minni skemmdum á sýninu.
Upplausnin er lægri en í stóru rafeindasmásjánni, 1-2nm. Vegna lágspennunnar er hægt að sameina TEM, SEM og STEM í einu tæki
Cryo-EM
Kryo-smásjárskoðun er venjulega útbúin sýnisfrystibúnaði á venjulegri rafeindasmásjá til að kæla sýnið niður í hitastig fljótandi köfnunarefnis (77K), sem er notað til að fylgjast með hitanæmum sýnum eins og próteinum og líffræðilegum sneiðum. Með því að frysta sýnið er hægt að draga úr skemmdum rafeindageislans á sýninu, draga úr aflögun sýnisins og fá raunsærri sýnisform.
