इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी के प्रकार
इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी को उनकी संरचना और उपयोग के अनुसार ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी, स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी, प्रतिबिंब इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी और उत्सर्जन इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी में विभाजित किया जा सकता है।
ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग अक्सर बारीक सामग्री संरचनाओं का निरीक्षण करने के लिए किया जाता है जिन्हें सामान्य माइक्रोस्कोप द्वारा हल नहीं किया जा सकता है;
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग मुख्य रूप से ठोस सतहों की आकृति विज्ञान का निरीक्षण करने के लिए किया जाता है, और सामग्री संरचना विश्लेषण के लिए इलेक्ट्रॉनिक माइक्रोप्रोब बनाने के लिए एक्स-रे डिफ्रेक्टोमीटर या इलेक्ट्रॉन ऊर्जा स्पेक्ट्रोमीटर के साथ भी जोड़ा जा सकता है;
उत्सर्जन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग स्व-उत्सर्जक इलेक्ट्रॉन सतहों के अध्ययन के लिए किया जाता है।
(1) ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप
ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (टीईएम) के घटकों में शामिल हैं:
1. इलेक्ट्रॉन गन: कैथोड, ग्रिड और एनोड से बना इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित करता है।
2. कंडेनसर लेंस: यह एक इलेक्ट्रॉनिक लेंस है, जो इलेक्ट्रॉन किरण को केंद्रित करता है और इसका उपयोग रोशनी की तीव्रता और एपर्चर कोण को नियंत्रित करने के लिए किया जा सकता है।
3. नमूना कक्ष: नमूने को देखने के लिए रखें, और नमूने के कोण को बदलने के लिए एक घूमने वाली मेज से सुसज्जित है, साथ ही हीटिंग, कूलिंग और अन्य उपकरणों से सुसज्जित है।
4. ऑब्जेक्टिव लेंस: यह उच्च आवर्धन वाला कम दूरी का लेंस है, और इसका कार्य इलेक्ट्रॉनिक छवि को बड़ा करना है। ऑब्जेक्टिव लेंस ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की संकल्प शक्ति और इमेजिंग गुणवत्ता निर्धारित करने की कुंजी है।
5. मध्यवर्ती दर्पण: यह परिवर्तनशील आवर्धन वाला एक कमजोर लेंस है, और इसका कार्य इलेक्ट्रॉनिक छवि को पुनः आवर्धित करना है। मध्यवर्ती दर्पण की धारा को समायोजित करके, वस्तु की छवि या इलेक्ट्रॉन विवर्तन पैटर्न को प्रवर्धन के लिए चुना जा सकता है।
6. ट्रांसमिशन मिरर: यह एक उच्च-आवर्धन मजबूत लेंस है, जिसका उपयोग दूसरे आवर्धन के बाद मध्यवर्ती छवि को और बड़ा करने और फिर फ्लोरोसेंट स्क्रीन पर एक छवि बनाने के लिए किया जाता है।
7. सेकेंडरी वैक्यूम पंप: नमूना कक्ष को वैक्यूम करें।
8. कैमरा उपकरण: छवियों को रिकॉर्ड करने के लिए उपयोग किया जाता है। क्योंकि इलेक्ट्रॉनों को बिखेरना या वस्तुओं द्वारा अवशोषित करना आसान होता है, भेदन शक्ति कम होती है, और नमूने का घनत्व और मोटाई अंतिम इमेजिंग गुणवत्ता को प्रभावित करेगी। पतले अल्ट्राथिन अनुभाग तैयार किए जाने चाहिए, आमतौर पर 50-100 एनएम।
इसलिए, ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप से देखे जाने पर नमूने को बहुत पतले ढंग से संसाधित करने की आवश्यकता होती है। आमतौर पर पतली सेक्शनिंग या फ़्रीज़ नक़्क़ाशी द्वारा तैयार किया जाता है:
(1) पतली स्लाइस विधि
नमूना आमतौर पर ऑस्मिक एसिड और ग्लूटाराल्डिहाइड के साथ तय किया जाता है, एपॉक्सी राल के साथ एम्बेडेड होता है, और थर्मल विस्तार या सर्पिल प्रणोदन द्वारा काटा जाता है। स्लाइस की मोटाई 20-50 एनएम है, और कंट्रास्ट बढ़ाने के लिए इसे भारी धातु के लवण से रंगा गया है।
(2) फ़्रीज़ नक़्क़ाशी विधि को फ़्रीज़ फ्रैक्चर विधि के रूप में भी जाना जाता है
नमूनों को सूखी बर्फ में -100 डिग्री पर या तरल नाइट्रोजन में -196 डिग्री पर जमने के बाद, नमूनों को तुरंत ठंडे चाकू से काट दिया गया। खंडित नमूने को गर्म करने के बाद, बर्फ वैक्यूम परिस्थितियों में तुरंत उर्ध्वपातित हो जाती है, जिससे खंडित संरचना उजागर हो जाती है, जिसे नक़्क़ाशी कहा जाता है। नक़्क़ाशी पूरी होने के बाद, वाष्पीकृत प्लैटिनम की एक परत को खंड पर 45° के कोण पर छिड़का जाता है, और कंट्रास्ट और ताकत बढ़ाने के लिए कार्बन की एक परत को 90° के कोण पर छिड़का जाता है। फिर नमूने को सोडियम हाइपोक्लोराइट घोल से पचाया जाता है, और कार्बन और प्लैटिनम फिल्म को छील दिया जाता है, जिसे एक जटिल फिल्म कहा जाता है, जो नमूने की नक्काशीदार सतह की आकृति विज्ञान को प्रकट कर सकती है। इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के तहत प्राप्त छवि नमूने में कोशिका की खंडित सतह पर संरचना का प्रतिनिधित्व करती है।
(2) स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (SEM) 1960 के दशक में सामने आया, और वर्तमान में रिज़ॉल्यूशन 6-10 एनएम तक पहुंच सकता है।
इसका कार्य सिद्धांत यह है कि इलेक्ट्रॉन गन द्वारा उत्सर्जित बारीक केंद्रित इलेक्ट्रॉन किरण दो-चरण कंडेनसर लेंस, विक्षेपण कुंडल और ऑब्जेक्टिव लेंस के माध्यम से नमूने से टकराती है, नमूने की सतह को स्कैन करती है और माध्यमिक इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करती है। उत्पन्न द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों की मात्रा इलेक्ट्रॉन किरण के आपतित कोण से संबंधित होती है, अर्थात नमूने की सतह संरचना से संबंधित होती है। डिटेक्टर द्वारा द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों को एकत्र करने के बाद, उन्हें सिंटिलेटर द्वारा ऑप्टिकल सिग्नल में परिवर्तित किया जाता है, और फिर फ्लोरोसेंट स्क्रीन पर इलेक्ट्रॉन बीम की तीव्रता को नियंत्रित करने के लिए फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब और एम्पलीफायर द्वारा विद्युत संकेतों में परिवर्तित किया जाता है, और एक स्कैनिंग छवि प्रदर्शित की जाती है। इलेक्ट्रॉन किरण के साथ समन्वयित। छवि एक त्रि-आयामी छवि है, जो नमूने की सतह संरचना को दर्शाती है।
निरीक्षण से पहले, स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के नमूनों को ठीक करने, निर्जलित करने और फिर भारी धातु कणों की एक परत के साथ छिड़काव करने की आवश्यकता होती है। भारी धातुएँ इलेक्ट्रॉन किरण की बमबारी के तहत द्वितीयक इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल उत्सर्जित करती हैं।
