آشنایی با میکروسکوپ الکترونی عبوری

میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) نوعی میکروسکوپ الکترونی است که در آن پرتویی از الکترون‌ها از یک نمونه فوق‌العاده نازک عبور می‌کند و در اثر تعامل الکترون‌های عبوری با نمونه تصویر تشکیل می‌شود. سپس تصویر بر روی یک ابزار تصویر ساز مانند یک صفحه نمایش فلوئورسنت، یک لایه از فیلم عکاسی متمرکز و بزرگنمایی شده یا توسط یک سنسور که نوعی حسگر تصویربرداری می‌باشد آشکار می‌گردد. این میکروسکوپ ها وضوح بسیار بالاتری نسبت به میکروسکوپ های نوری دارند و علت آن کوچکتر بودن طول موج الکترون‌ها نسبت به طول موج نوراست؛ لذا این میکروسکوپ قادر به عکس‌برداری از ریز ساختار مواد با بزرگنمایی ۱٬۰۰۰ تا ۱٬۰۰۰٬۰۰۰ برابر(قدرت تفکیک در حد کوچک‌تر از ۱ نانومتر) را دارد. میکروسکوپ الکترونی عبوری همچنین توانایی آنالیز عنصری، تعیین ساختار و جهت کریستالی اجزایی به کوچکی ۳۰ نانومتر را به صورت کیفی و کمی دارد. میکروسکوپ الکترونی نوریدر طیف وسیعی از رشته‌های علمی مثل فیزیک، شیمی، علوم زیستی، علم مواد و … مورد استفاده قرار می‌گیرد. از ویژگی های آن می توان به تحلیل و بررسی قرار گرفتن اتم ها در شبکه بلوری اشاره کرد[1].

نمایی از دستگاه TEM

اولترامیکروتومی (Ultramicrotomy)

اولترامیکروتومی روشی برای برش نمونه به تکه های بسیار نازک است که به آن ها "بخش های فوق نازک" گفته و توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری در بزرگنمایی های متفاوت بررسی می شود. این روش بیشتر برای نمونه های بیولوژیکی استفاده می شود اما بخش هایی از پلاستیک و فلزات نرم نیز میتوانند توسط این روش آماده شوند. نمونه ها باید بسیار نازک باشند زیرا الکترون ها در محدوده ولتاژ 50 الی 125 کیلووات از میکروسکوپ نمی توانند از طریق مواد بیولوژیکی بسیار ضخیم تر از 150 نانومتر عبور کنند. بهترین بزرگنمایی در محدوده ضخامت بین 30 تا 60 نانومتر می باشد.

                                                                      شمایی از جزئیات دستگاه میکروسکوپ الکترونی عبوری یا TEM

مراحل آماده کردن نمونه

کاربردها

• - بررسی های ساختاری
• - بررسی سطوح شکست
• - شناسایی ترکیب شیمیایی فازهای غیرآلی
• - مطالعه سرامیک ها و کانی ها
• - تحلیل و آنالیز ساختار بلوری و ترکیب نمونه ها

معایب

• - فرایند تهیه نمونه‌ها بسیار زمان‌بر و خسته‌کننده و هزینه بر است.
• - تعدا نمونه ای برگشتی (معیوب) در این تکنیک زیاد است.
• - امکان تغییر ساختار نمونه در حین فرایند آماده‌سازی وجود دارد.
• - میدان دید در این تکنیک بسیار کوچک بوده و نمی‌توان خواص ناحیه آنالیز شده را به کل نمونه نسبت داد.