Características da Microscopia Eletrônica de Transmissão
O princípio de imagem do microscópio eletrônico e do microscópio óptico é basicamente o mesmo, a diferença é que o primeiro usa feixe de elétrons como fonte de luz e campo eletromagnético como lente. Além disso, como o poder de penetração do feixe de elétrons é muito fraco, o espécime usado para o microscópio eletrônico deve ser feito em uma seção ultrafina com uma espessura de cerca de 50 nm. Esta fatia precisa ser feita com um ultramicrótomo. A ampliação do microscópio eletrônico pode chegar a quase um milhão de vezes. Consiste em cinco partes: sistema de iluminação, sistema de imagem, sistema de vácuo, sistema de gravação e sistema de fornecimento de energia. Se for subdividido: a parte principal é a lente eletrônica e o sistema de gravação de imagens. Canhões de elétrons, espelhos condensadores, câmaras de amostra, lentes objetivas, espelhos de difração, espelhos intermediários, espelhos de projeção, telas fluorescentes e câmeras no vácuo.
Um microscópio eletrônico é um microscópio que usa elétrons para revelar o interior ou a superfície de um objeto. O comprimento de onda dos elétrons de alta velocidade é menor do que o da luz visível (dualidade onda-partícula), e a resolução do microscópio é limitada pelo comprimento de onda que ele usa. Portanto, a resolução teórica do microscópio eletrônico (cerca de 0,1 nanômetros) é muito maior do que a do microscópio óptico. (cerca de 200 nm).
Transmissionelectronmicroscope, TEM abreviado, referido como microscópio eletrônico de transmissão, é projetar o feixe de elétrons acelerado e concentrado em uma amostra muito fina, e os elétrons colidem com os átomos na amostra para mudar a direção, produzindo assim dispersão de ângulo sólido. O tamanho do ângulo de dispersão está relacionado com a densidade e espessura da amostra, de modo que as imagens com diferentes brilho e escuridão podem ser formadas e as imagens serão exibidas em dispositivos de imagem (como telas fluorescentes, filmes e componentes de acoplamento fotossensíveis) depois de aumentar o zoom e focar.
Devido ao comprimento de onda de Broglie muito curto do elétron, a resolução do microscópio eletrônico de transmissão é muito maior do que a do microscópio óptico, que pode atingir 0.1-0.2nm, e a ampliação é dezenas de milhares a milhões de vezes. Portanto, o uso da microscopia eletrônica de transmissão pode ser usado para observar a estrutura fina das amostras, mesmo a estrutura de apenas uma única coluna de átomos, que é dezenas de milhares de vezes menor que a menor estrutura que pode ser observada pela microscopia óptica. O TEM é um método analítico importante em muitos campos científicos relacionados à física e à biologia, como pesquisa de câncer, virologia, ciência de materiais, bem como nanotecnologia, pesquisa de semicondutores, etc.
Em baixas ampliações, o contraste na imagem TEM é principalmente devido à diferente absorção de elétrons devido à diferente espessura e composição do material. Quando o múltiplo de ampliação é alto, flutuações complexas causarão diferenças no brilho da imagem, portanto, é necessário conhecimento profissional para analisar a imagem obtida. Ao usar os diferentes modos de TEM, é possível visualizar uma amostra por suas propriedades químicas, orientação cristalográfica, estrutura eletrônica, mudança de fase eletrônica pela amostra e, geralmente, pela absorção de elétrons.
O primeiro TEM foi desenvolvido por Max Knorr e Ernst Ruska em 1931, este grupo de pesquisa desenvolveu o primeiro TEM com uma resolução além da luz visível em 1933, e o primeiro TEM comercial em 1939 com sucesso.
Grande TEM
O TEM convencional geralmente adota voltagem de aceleração de feixe de elétrons {{0}}kV. Diferentes modelos correspondem a diferentes tensões de aceleração do feixe de elétrons. A resolução está relacionada com a tensão de aceleração do feixe de elétrons e pode chegar a 0.2-0.1nm. Modelos de ponta podem atingir resolução de nível atômico.
TEM de baixa voltagem
Microscópio eletrônico de baixa tensão, a tensão de aceleração do feixe de elétrons (5kV) usada pelo LVEM é muito menor do que a do microscópio eletrônico de grande transmissão. Uma tensão de aceleração mais baixa aumentará a força da interação entre o feixe de elétrons e a amostra, melhorando assim o contraste e o contraste da imagem, especialmente adequado para amostras como polímeros e biologia; ao mesmo tempo, o microscópio eletrônico de transmissão de baixa tensão causará menos danos à amostra.
A resolução é inferior à do grande microscópio eletrônico, 1-2nm. Devido à baixa tensão, TEM, SEM e STEM podem ser combinados em um único dispositivo
Cryo-EM
A criomicroscopia geralmente é equipada com um dispositivo de congelamento de amostra em um microscópio eletrônico de transmissão comum para resfriar a amostra até a temperatura do nitrogênio líquido (77 K), que é usado para observar amostras sensíveis à temperatura, como proteínas e fatias biológicas. Ao congelar a amostra, o dano à amostra pelo feixe de elétrons pode ser reduzido, a deformação da amostra pode ser reduzida e uma forma de amostra mais realista pode ser obtida.
Características operacionais
1. Estabilidade
A estabilidade do tubo fotomultiplicador é determinada por muitos fatores, como as características do próprio dispositivo, estado de funcionamento e condições ambientais. Existem muitas situações em que a saída do tubo é instável durante o processo de trabalho, incluindo principalmente:
a. Instabilidade de salto causada por má soldagem de eletrodos no tubo, estrutura frouxa, mau contato de estilhaços de catodo, descarga de ponta entre eletrodos, flashover, etc., e o sinal é subitamente grande e pequeno.
b. Continuidade e instabilidade de fadiga causada por muita corrente de saída do ânodo.
c. Efeito das Condições Ambientais na Estabilidade. À medida que a temperatura ambiente aumenta, a sensibilidade do tubo diminui.
d. O ambiente úmido causa vazamento entre os pinos, fazendo com que a corrente escura aumente e se torne instável.
e. A interferência do campo eletromagnético ambiental causa um trabalho instável.
2. Limite a tensão de trabalho
A tensão de trabalho final refere-se ao limite superior da tensão que o tubo pode aplicar. Acima dessa tensão, o tubo descarrega ou até quebra.
