ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के साथ शुरुआत करना
ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (संक्षेप में TEM), ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप में 0.2 um से कम सूक्ष्म संरचना में स्पष्ट रूप से नहीं देख सकता है, इन संरचनाओं को उप-सूक्ष्म संरचना या अल्ट्रामाइक्रोस्ट्रक्चर कहा जाता है। इन संरचनाओं को स्पष्ट रूप से देखने के लिए, माइक्रोस्कोप के रिज़ॉल्यूशन को बेहतर बनाने के लिए एक छोटी तरंग दैर्ध्य प्रकाश स्रोत का चयन करना आवश्यक है।
परिचय
इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप और ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का इमेजिंग सिद्धांत मूल रूप से एक ही है, अंतर यह है कि पूर्व में एक इलेक्ट्रॉन बीम को प्रकाश स्रोत के रूप में और एक लेंस के रूप में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, इलेक्ट्रॉन बीम के कमजोर प्रवेश के कारण, इसलिए इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के लिए उपयोग किए जाने वाले नमूने को लगभग 50nm की मोटाई के साथ एक अल्ट्रा-पतले खंड में बनाया जाना चाहिए। इस तरह के स्लाइस को एक अल्ट्रामाइक्रोटोम के साथ बनाने की जरूरत है। इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप आवर्धन लगभग दस लाख गुना तक, रोशनी प्रणाली, इमेजिंग सिस्टम, वैक्यूम सिस्टम, रिकॉर्डिंग सिस्टम, बिजली आपूर्ति प्रणाली द्वारा पांच भागों में विभाजित किया जाता है, यदि उपविभाजित किया जाता है: इलेक्ट्रॉन लेंस और इमेजिंग रिकॉर्डिंग प्रणाली का मुख्य भाग, इलेक्ट्रॉन बंदूक, संघनक दर्पण, वस्तु कक्ष, उद्देश्य, विवर्तन दर्पण, मध्यवर्ती दर्पण, प्रक्षेपण दर्पण, फ्लोरोसेंट स्क्रीन और कैमरा द्वारा वैक्यूम में रखा जाता है।
इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप एक माइक्रोस्कोप है जो किसी वस्तु के अंदरूनी भाग या सतह को देखने के लिए इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करता है। उच्च गति वाले इलेक्ट्रॉनों की तरंगदैर्घ्य दृश्य प्रकाश (तरंग-कण द्वैत) की तुलना में कम होती है, और माइक्रोस्कोप का रिज़ॉल्यूशन उसके द्वारा उपयोग की जाने वाली तरंगदैर्घ्य द्वारा सीमित होता है, इसलिए इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का सैद्धांतिक रिज़ॉल्यूशन (लगभग 0.1 नैनोमीटर) ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप (लगभग 200 नैनोमीटर) की तुलना में बहुत अधिक होता है।
ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (ट्रांसमिशनइलेक्ट्रॉनमाइक्रोस्कोप, संक्षिप्त रूप में TEM), या संक्षेप में ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप [1], एक बहुत पतले नमूने पर इलेक्ट्रॉनों की एक त्वरित और एकत्रित किरण को प्रोजेक्ट करता है, जहाँ इलेक्ट्रॉन नमूने में परमाणुओं से टकराकर दिशा बदलते हैं, जिसके परिणामस्वरूप स्थैतिक कोण बिखराव होता है। बिखराव कोण का परिमाण नमूने के घनत्व और मोटाई से संबंधित है, ताकि अलग-अलग प्रकाश और अंधेरे चित्र बनाए जा सकें, और छवियों को आवर्धन और फ़ोकस करने के बाद इमेजिंग उपकरणों (जैसे, फ़ॉस्फ़र स्क्रीन, फ़िल्म और फ़ोटोकपल्ड असेंबली) पर प्रदर्शित किया जाएगा।
इलेक्ट्रॉनों की बहुत छोटी डी ब्रोग्ली तरंगदैर्ध्य के कारण, ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का संकल्प ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी की तुलना में बहुत अधिक है, जो दसियों हज़ार से लेकर लाखों गुना तक के आवर्धन के साथ {{0}}.1 से 0.2 एनएम तक पहुँचता है। नतीजतन, ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग किसी नमूने की बारीक संरचना या यहाँ तक कि परमाणुओं की एक पंक्ति की संरचना को देखने के लिए किया जा सकता है, जो ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप से देखी जा सकने वाली सबसे छोटी संरचना से दसियों हज़ार गुना छोटी होती है। TEM तटस्थ भौतिकी और जीव विज्ञान से संबंधित विज्ञान के कई क्षेत्रों में एक महत्वपूर्ण विश्लेषणात्मक विधि है, जैसे कि कैंसर अनुसंधान, वायरोलॉजी, सामग्री विज्ञान, साथ ही नैनोटेक्नोलॉजी, अर्धचालक अनुसंधान, और इसी तरह।
कम आवर्धन पर, TEM इमेजिंग का कंट्रास्ट मुख्य रूप से सामग्री की विभिन्न मोटाई और संरचना के कारण होता है जिसके परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉनों का अलग-अलग अवशोषण होता है। जब आवर्धन अधिक होता है, तो जटिल उतार-चढ़ाव प्रभाव छवि की चमक में अंतर पैदा करते हैं, और इसलिए परिणामी छवि का विश्लेषण करने के लिए विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है। TEM के विभिन्न तरीकों का उपयोग करके, इसके रासायनिक गुणों, क्रिस्टल अभिविन्यास, इलेक्ट्रॉनिक संरचना, नमूने के कारण होने वाले इलेक्ट्रॉनिक चरण बदलाव और नमूने पर सामान्य इलेक्ट्रॉनिक अवशोषण द्वारा नमूने का विश्लेषण करना संभव है।
साथ ही नमूने में इलेक्ट्रॉनों का सामान्य अवशोषण भी होता है।
प्रथम TEM का विकास मैक्स नॉर और अर्न्स्ट रुस्का ने 1931 में किया था; इस शोध समूह ने दृश्य प्रकाश से अधिक रिजोल्यूशन वाला पहला TEM 1933 में विकसित किया था, जबकि पहला वाणिज्यिक TEM 1939 में विकसित किया गया था।
