ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के इमेजिंग सिद्धांतों का परिचय
ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की संरचना में दो भाग होते हैं: मुख्य भाग रोशनी प्रणाली, इमेजिंग सिस्टम और अवलोकन स्टूडियो है; सहायक भाग निर्वात प्रणाली और विद्युत प्रणाली है।
1. प्रकाश व्यवस्था
सिस्टम को दो भागों में बांटा गया है: इलेक्ट्रॉन गन और कंडेनसर। एक इलेक्ट्रॉन गन में एक फिलामेंट (कैथोड), एक ग्रिड और एक एनोड होता है। हीटिंग फिलामेंट इलेक्ट्रॉनों की एक किरण का उत्सर्जन करता है। जब एनोड पर वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉनों को त्वरित किया जाता है। एनोड और कैथोड के बीच संभावित अंतर कुल त्वरण वोल्टेज है। ऊर्जा के साथ त्वरित इलेक्ट्रॉनों को एनोड प्लेट में छिद्रों से बाहर निकाला जाता है। उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन बीम की ऊर्जा त्वरित वोल्टेज से संबंधित होती है, और ग्रिड इलेक्ट्रॉन बीम के आकार को नियंत्रित करने की भूमिका निभाता है। इलेक्ट्रॉन बीम का एक निश्चित विचलन कोण होता है। कंडेनसर लेंस को समायोजित करने के बाद, एक छोटा या शून्य विचलन कोण वाला समानांतर इलेक्ट्रॉन बीम देखा जा सकता है। इलेक्ट्रॉन बीम के वर्तमान घनत्व (बीम करंट) को कंडेनसर लेंस के करंट को समायोजित करके समायोजित किया जा सकता है।
नमूने पर जिस क्षेत्र को प्रकाशित करने की आवश्यकता है उसका आकार आवर्धन से संबंधित है। आवर्धन जितना अधिक होगा, प्रबुद्ध क्षेत्र उतना ही छोटा होगा। इसलिए, नमूने को विकिरणित करने के लिए एक महीन इलेक्ट्रॉन बीम की आवश्यकता होती है। इलेक्ट्रॉन गन द्वारा सीधे उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन बीम का बीम स्पॉट आकार बड़ा होता है और सुसंगतता भी खराब होती है। इन इलेक्ट्रॉनों का अधिक प्रभावी ढंग से उपयोग करने के लिए और विभिन्न आवर्धन पर ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की जरूरतों को पूरा करने के लिए उच्च चमक और अच्छी सुसंगतता के साथ रोशनी वाले इलेक्ट्रॉन बीम प्राप्त करने के लिए, इलेक्ट्रॉन गन द्वारा उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन बीम को अलग-अलग बीम स्पॉट प्रदान करने के लिए और अधिक अभिसरण करने की आवश्यकता होती है। आकार। , लगभग समानांतर रोशनी बीम। यह कार्य आमतौर पर दो विद्युत चुम्बकीय लेंसों द्वारा पूरा किया जाता है जिन्हें कंडेनसर कहा जाता है। चित्र में, C1 और C2 क्रमशः पहले संघनित्र और दूसरे संघनित्र का प्रतिनिधित्व करते हैं। C1 आमतौर पर समान रहता है, और इसकी भूमिका छवि के आकार को परिमाण के क्रम से अधिक कम करने के लिए इलेक्ट्रॉन गन के प्रतिच्छेदन को निर्धारित करना है। इसके अलावा, रोशनी प्रणाली में एक बीम झुकाव उपकरण स्थापित किया गया है, जो विभिन्न झुकाव कोणों पर नमूने को रोशन करने के लिए आसानी से 2 डिग्री से 3 डिग्री की सीमा में इलेक्ट्रॉन बीम को झुका सकता है।
2. इमेजिंग सिस्टम
सिस्टम में इलेक्ट्रॉनिक ऑप्टिकल तत्व जैसे नमूना कक्ष, वस्तुनिष्ठ लेंस, मध्यवर्ती दर्पण, कंट्रास्ट डायाफ्राम, विवर्तन डायाफ्राम, प्रोजेक्शन लेंस आदि शामिल हैं। नमूना कक्ष में यह सुनिश्चित करने के लिए एक तंत्र है कि बार-बार नमूना परिवर्तन के दौरान मुख्य शरीर का वैक्यूम क्षतिग्रस्त नहीं होता है . देखे जाने की स्थिति का पता लगाने के लिए नमूने को X और Y दिशाओं में ले जाया जा सकता है। अभिसारी लेंस द्वारा प्राप्त समानांतर इलेक्ट्रॉन बीम नमूने को विकिरणित करता है और नमूने से गुजरने के बाद नमूने की विशेषताओं को दर्शाता है। इलेक्ट्रॉनिक छवि ऑब्जेक्टिव लेंस और कंट्रास्ट डायफ्राम की क्रिया के तहत बनती है, और फिर मध्यवर्ती दर्पण और प्रोजेक्शन लेंस द्वारा बढ़ाई जाती है। अंतिम इलेक्ट्रॉनिक छवि फ्लोरोसेंट स्क्रीन पर प्राप्त की जाती है।
रोशनी प्रणाली एक सुसंगत रोशनी इलेक्ट्रॉन बीम प्रदान करती है, जो नमूने के माध्यम से गुजरने के बाद नमूने की संरचनात्मक जानकारी लेती है और विभिन्न दिशाओं में फैलती है (उदाहरण के लिए, जब ब्रैग समीकरण को संतुष्ट करने वाला क्रिस्टल चेहरा समूह होता है, तो 2 कोण उत्पन्न हो सकते हैं आपतित किरण को प्रतिच्छेदित करने वाली दिशा किरण विवर्तित होती है)। प्रसार की एक ही दिशा के साथ नमूने के विभिन्न हिस्सों से उद्देश्य आएंगे। इलेक्ट्रॉन बैक फोकल प्लेन पर एक ही स्थान में परिवर्तित हो जाते हैं, और विभिन्न दिशाओं में यात्रा करने वाले इलेक्ट्रॉन तदनुसार अलग-अलग स्पॉट बनाते हैं। शून्य प्रकीर्णन कोण का एक सीधा पुंज उद्देश्य के केंद्र बिंदु पर अभिसरण करता है, जिससे एक केंद्रीय स्थान बनता है। इस प्रकार, उद्देश्य के पीछे के फोकल तल पर एक विवर्तन पैटर्न बनता है। उद्देश्य के छवि तल पर, ये इलेक्ट्रॉन बीम सुसंगत इमेजिंग के लिए पुनर्संयोजन करते हैं। इंटरमीडिएट लेंस के लेंस करंट को एडजस्ट करके, इंटरमीडिएट लेंस का ऑब्जेक्ट प्लेन और ऑब्जेक्टिव लेंस का रियर फोकल प्लेन संयोग होता है, जिसे फ्लोरोसेंट स्क्रीन पर प्रदर्शित किया जा सकता है। ऊपर प्राप्त विवर्तन पैटर्न मध्यवर्ती लेंस के ऑब्जेक्ट प्लेन को ऑब्जेक्टिव लेंस के इमेज प्लेन के साथ मेल कर सकता है, जिससे एक सूक्ष्म छवि प्राप्त होती है। दो मध्यवर्ती दर्पणों के सहयोग से, कैमरे की लंबाई और आवर्धन को बड़ी रेंज में समायोजित किया जा सकता है।
3. अवलोकन स्टूडियो
फ्लोरोसेंट स्क्रीन पर इलेक्ट्रॉनिक छवि परिलक्षित होती है। प्रतिदीप्त प्रकाश इलेक्ट्रॉन किरण धारा के समानुपाती होता है। चित्र लेने के लिए फ्लोरोसेंट स्क्रीन के बजाय इलेक्ट्रॉनिक सूखी प्लेट का उपयोग करें। शुष्क प्लेट की प्रकाश-संवेदी क्षमता इसकी तरंगदैर्घ्य से संबंधित होती है।
4. वैक्यूम सिस्टम
वैक्यूम सिस्टम में मैकेनिकल पंप, ऑयल डिफ्यूजन पंप, आयन पंप, वैक्यूम मेजरमेंट इंस्ट्रूमेंट और वैक्यूम पाइपलाइन शामिल हैं। इसका कार्य लेंस बैरल में गैस को निकालना है, ताकि लेंस बैरल की वैक्यूम डिग्री कम से कम 10-5 Torr तक पहुंच जाए, और सबसे अच्छी वैक्यूम डिग्री 10-9-10-10 Torr तक पहुंच सके। यदि निर्वात कम है, तो इलेक्ट्रॉनों और गैस के अणुओं के बीच टकराव बिखरने का कारण बन सकता है और इसके विपरीत को प्रभावित कर सकता है। यह इलेक्ट्रॉन ग्रिड और एनोड के बीच उच्च वोल्टेज आयनीकरण का कारण बनेगा, जिससे इंटर-इलेक्ट्रोड डिस्चार्ज होगा। अवशिष्ट गैसें भी फिलामेंट को खराब कर सकती हैं और नमूने को दूषित कर सकती हैं।
5. पावर कंट्रोल सिस्टम
त्वरित वोल्टेज और लेंस चुंबकीय प्रवाह की अस्थिरता गंभीर रंगीन विपथन का कारण बन सकती है और इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के संकल्प को कम कर सकती है। इसलिए, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के प्रदर्शन को मापने के लिए वोल्टेज और लेंस करंट को तेज करने की स्थिरता एक महत्वपूर्ण मानदंड है। टीईएम सर्किट मुख्य रूप से निम्नलिखित भागों से बना है: उच्च वोल्टेज डीसी बिजली की आपूर्ति, लेंस उत्तेजना बिजली की आपूर्ति, विक्षेपण कुंडल बिजली की आपूर्ति, इलेक्ट्रॉन बंदूक फिलामेंट हीटिंग बिजली की आपूर्ति, वैक्यूम सिस्टम नियंत्रण सर्किट, वैक्यूम पंप बिजली की आपूर्ति, कैमरा ड्राइव डिवाइस और स्वचालित एक्सपोजर सर्किट।
इसके अलावा, कई उच्च प्रदर्शन इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी स्कैनिंग सहायक उपकरण, ऊर्जा स्पेक्ट्रोस्कोपी, इलेक्ट्रॉन ऊर्जा हानि स्पेक्ट्रोस्कोपी से लैस हैं।
