ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी ऑपरेटिंग विशेषताएँ
परिचय
इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप और ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का इमेजिंग सिद्धांत मूल रूप से एक ही है, अंतर यह है कि पूर्व प्रकाश स्रोत के रूप में इलेक्ट्रॉन बीम और लेंस के रूप में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का उपयोग करता है। इसके अलावा, क्योंकि इलेक्ट्रॉन बीम की भेदन शक्ति बहुत कमजोर है, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के लिए उपयोग किए जाने वाले नमूने को लगभग 50nm की मोटाई के साथ एक अति-पतले खंड में बनाया जाना चाहिए। इस स्लाइस को अल्ट्रामाइक्रोटोम से बनाने की जरूरत है। इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी का आवर्धन लगभग दस लाख गुना तक पहुँच सकता है। इसमें पाँच भाग होते हैं: रोशनी प्रणाली, इमेजिंग प्रणाली, वैक्यूम प्रणाली, रिकॉर्डिंग प्रणाली और बिजली आपूर्ति प्रणाली। यदि इसे उप-विभाजित किया गया है: मुख्य भाग इलेक्ट्रॉनिक लेंस और इमेजिंग रिकॉर्डिंग सिस्टम है। इलेक्ट्रॉन गन, कंडेनसर दर्पण, नमूना कक्ष, वस्तुनिष्ठ लेंस, विवर्तन दर्पण, मध्यवर्ती दर्पण, प्रक्षेपण दर्पण, फ्लोरोसेंट स्क्रीन और निर्वात में कैमरे।
इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप एक माइक्रोस्कोप है जो किसी वस्तु के आंतरिक भाग या सतह को प्रकट करने के लिए इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करता है। उच्च गति वाले इलेक्ट्रॉनों की तरंग दैर्ध्य दृश्य प्रकाश (तरंग-कण द्वंद्व) की तुलना में कम होती है, और माइक्रोस्कोप का रिज़ॉल्यूशन उसके द्वारा उपयोग की जाने वाली तरंग दैर्ध्य द्वारा सीमित होता है। इसलिए, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का सैद्धांतिक रिज़ॉल्यूशन (लगभग 0.1 नैनोमीटर) ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की तुलना में बहुत अधिक है। दर (लगभग 200 एनएम)।
ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (संक्षेप में टीईएम), जिसे ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप [1] के रूप में जाना जाता है, एक बहुत पतले नमूने पर त्वरित और केंद्रित इलेक्ट्रॉन बीम को प्रोजेक्ट करना है, और इलेक्ट्रॉन दिशा बदलने के लिए नमूने में परमाणुओं से टकराते हैं, जिससे ठोस कोण प्रकीर्णन उत्पन्न करना। . प्रकीर्णन कोण का आकार नमूने के घनत्व और मोटाई से संबंधित है, इसलिए विभिन्न चमक और अंधेरे वाली छवियां बनाई जा सकती हैं, और छवियां इमेजिंग उपकरणों (जैसे फ्लोरोसेंट स्क्रीन, फिल्म और प्रकाश संवेदनशील युग्मन घटकों) पर प्रदर्शित की जाएंगी। ज़ूम इन करने और फ़ोकस करने के बाद।
इलेक्ट्रॉन की बहुत छोटी डी ब्रोगली तरंग दैर्ध्य के कारण, ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का रिज़ॉल्यूशन ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की तुलना में बहुत अधिक है, जो 0.1-0.2nm तक पहुंच सकता है, और आवर्धन है दसियों हज़ार से लाखों बार। इसलिए, ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग नमूनों की बारीक संरचना, यहां तक कि परमाणुओं के केवल एक स्तंभ की संरचना का निरीक्षण करने के लिए किया जा सकता है, जो ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी द्वारा देखी जा सकने वाली सबसे छोटी संरचना से हजारों गुना छोटी है। टीईएम भौतिकी और जीवविज्ञान से संबंधित कई वैज्ञानिक क्षेत्रों में एक महत्वपूर्ण विश्लेषणात्मक विधि है, जैसे कि कैंसर अनुसंधान, वायरोलॉजी, सामग्री विज्ञान, साथ ही नैनो टेक्नोलॉजी, सेमीकंडक्टर अनुसंधान इत्यादि।
कम आवर्धन पर, टीईएम इमेजिंग में कंट्रास्ट मुख्य रूप से सामग्री की विभिन्न मोटाई और संरचना के कारण इलेक्ट्रॉनों के विभिन्न अवशोषण के कारण होता है। जब आवर्धन गुणक अधिक होता है, तो जटिल उतार-चढ़ाव छवि की चमक में अंतर पैदा करेगा, इसलिए प्राप्त छवि का विश्लेषण करने के लिए पेशेवर ज्ञान की आवश्यकता होती है। टीईएम के विभिन्न तरीकों का उपयोग करके, इसके रासायनिक गुणों, क्रिस्टलोग्राफिक अभिविन्यास, इलेक्ट्रॉनिक संरचना, नमूने द्वारा इलेक्ट्रॉनिक चरण बदलाव और आम तौर पर इलेक्ट्रॉनों के अवशोषण द्वारा एक नमूने की छवि बनाना संभव है।
पहला टीईएम 1931 में मैक्स नॉर और अर्न्स्ट रुस्का द्वारा विकसित किया गया था, इस शोध समूह ने 1933 में दृश्य प्रकाश से परे रिज़ॉल्यूशन वाला पहला टीईएम विकसित किया था, और 1939 में पहला वाणिज्यिक टीईएम सफल रहा।
बड़ा मंदिर
बड़े पैमाने पर ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (पारंपरिक टीईएम) आम तौर पर 80-300kV इलेक्ट्रॉन बीम त्वरण वोल्टेज का उपयोग करते हैं। विभिन्न मॉडल अलग-अलग इलेक्ट्रॉन बीम त्वरण वोल्टेज के अनुरूप होते हैं। रिज़ॉल्यूशन इलेक्ट्रॉन बीम त्वरण वोल्टेज से संबंधित है, जो 0.2-0.1nm तक पहुंच सकता है। उच्च-स्तरीय मॉडल परमाणु-स्तर का अंतर प्राप्त कर सकते हैं।
लो-वोल्टेज टीईएम
कम वोल्टेज वाले छोटे टीईएम (लो-वोल्टेज इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप, एलवीईएम) में उपयोग किया जाने वाला इलेक्ट्रॉन बीम त्वरण वोल्टेज (5kV) बड़े टीईएम की तुलना में बहुत कम है। एक कम त्वरित वोल्टेज इलेक्ट्रॉन बीम और नमूने के बीच बातचीत की ताकत को बढ़ाएगा, जिससे छवि कंट्रास्ट और कंट्रास्ट में सुधार होगा, विशेष रूप से पॉलिमर और जीव विज्ञान जैसे नमूनों के लिए उपयुक्त; साथ ही, लो-वोल्टेज ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप नमूने को कम नुकसान पहुंचाएगा।
रिज़ॉल्यूशन बड़े इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप, 1-2nm से कम है। कम वोल्टेज के कारण, TEM, SEM और STEM को एक डिवाइस में जोड़ा जा सकता है
क्रायो-उन्हें
क्रायो-माइक्रोस्कोपी आमतौर पर नमूने को तरल नाइट्रोजन (77K) के तापमान तक ठंडा करने के लिए साधारण ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप पर नमूना फ्रीजिंग उपकरण से सुसज्जित होती है, जिसका उपयोग प्रोटीन और जैविक स्लाइस जैसे तापमान-संवेदनशील नमूनों का निरीक्षण करने के लिए किया जाता है। नमूने को फ्रीज करके, नमूने में इलेक्ट्रॉन बीम की क्षति को कम किया जा सकता है, नमूने की विकृति को कम किया जा सकता है, और अधिक यथार्थवादी नमूना आकार प्राप्त किया जा सकता है।
