TEM - Phân tích kính hiển vi điện tử truyền qua

TEM - Phân tích kính hiển vi điện tử truyền qua

Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) là một kỹ thuật phân tích được sử dụng để quan sát các cấu trúc nhỏ nhất trong vật chất. Không giống như kính hiển vi quang học, dựa vào ánh sáng trong quang phổ khả kiến, TEM có thể phóng đại các cấu trúc nanomet lên tới 50 triệu lần, cho thấy chi tiết tuyệt đẹp ở quy mô nguyên tử. Điều này là do các electron có thể có bước sóng ngắn hơn đáng kể so với ánh sáng khả kiến ​​(nhỏ hơn khoảng 100 nghìn lần) khi được tăng tốc qua một trường điện từ mạnh, do đó làm tăng độ phân giải của kính hiển vi lên nhiều cấp độ.

TEM - Phân tích kính hiển vi điện tử truyền qua

Để tạo ra hình ảnh TEM, một chùm tia điện tử năng lượng cao được truyền qua một mẫu “trong suốt đối với điện tử” cực mỏng, thường có độ dày dưới 100 nm. Một loạt các thấu kính điện từ và khẩu độ được đặt dọc theo cột của kính hiển vi để hội tụ chùm tia vào mẫu, giảm thiểu sự biến dạng và phóng to hình ảnh thu được lên màn hình phốt pho hoặc máy ảnh đặc biệt.

TEM có nhiều dạng khác nhau, nhưng tất cả đều có chung các nguyên tắc và thành phần cơ bản. Hai loại thiết bị TEM chính là: TEM thông thường và STEM (kính hiển vi điện tử truyền qua quét).

Công nghệ phát triển nhanh chóng này đã biến TEM thành một kỹ thuật không thể thiếu cho cả ứng dụng khoa học vật liệu và khoa học đời sống. Các kính hiển vi điện tử truyền qua màng (TEM) mạnh nhất hiện nay được trang bị các sửa đổi và đầu dò bổ sung không chỉ giúp tăng hiệu suất và độ ổn định của kính hiển vi mà còn cung cấp thêm khả năng thu thập thông tin hóa học và điện tử ở thang độ dài dưới nanomet từ nhiều loại vật liệu khác nhau.

Phóng to đến quy mô nguyên tử cho phép các nhà khoa học nhìn thấy các khối xây dựng cơ bản của vật liệu chức năng như hạt nano xúc tác, pin và thiết bị bán dẫn. Chùm tia điện tử tập trung cũng có thể được sử dụng để xử lý vật liệu tại chỗ. Mức độ chi tiết ở quy mô này thật đáng kinh ngạc và giúp hiểu được mối liên hệ giữa cấu trúc, tính chất và hiệu suất, cho phép các kỹ sư thiết kế vật liệu nano từ dưới lên.

Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) bao gồm năm thành phần cơ bản:

  • Nguồn điện áp cao
  • Hệ thống chân không
  • Cột kính hiển vi
  • Máy dò (ví dụ: máy ảnh, máy quang phổ)
  • Kiểm soát máy tính và phần mềm

Nói một cách ngắn gọn, kính hiển vi điện tử truyền qua là một kỹ thuật chụp ảnh có độ phân giải cao trong đó một chùm electron đi qua một mẫu mỏng để tạo thành hình ảnh. Chùm tia điện tử bị ảnh hưởng bởi độ dày hoặc mật độ của mẫu, thành phần của mẫu và trong một số trường hợp, độ kết tinh của mẫu.

Phân tích dữ liệu TEM sử dụng nhiều kỹ thuật phân tích khác nhau để trích xuất thông tin có ý nghĩa. Một số phương pháp phổ biến nhất là phân tích mẫu nhiễu xạ và chụp cắt lớp điện tử, thậm chí có thể mô tả bản chất cấu trúc và hóa học của mẫu.

Các kỹ thuật phân tích chính là:

  • Phân tích mẫu nhiễu xạ: Cung cấp thông tin về cấu trúc tinh thể của mẫu và mẫu nhiễu xạ giúp hiểu được sự sắp xếp nguyên tử.
  • Chụp ảnh độ phân giải cao: Cho phép hình ảnh hóa chi tiết ở quy mô nanomet, có thể cung cấp thông tin về các đặc tính của mẫu như kích thước và hình dạng hạt.
  • Chụp cắt lớp điện tử: Phân tích cấu trúc ba chiều của mẫu cung cấp hiểu biết sâu sắc hơn về các đặc điểm không gian.
  • Phổ tia X phân tán năng lượng: Xác định thành phần nguyên tố của mẫu và có thể cung cấp dữ liệu phân tích hóa học và cấu trúc.

Sức mạnh của phân tích dữ liệu TEM nằm ở việc kiểm tra mô hình nhiễu xạ. Điều này cung cấp thông tin về cấu trúc tinh thể của mẫu. Những mô hình như vậy rất quan trọng để hiểu sâu hơn về sự sắp xếp nguyên tử của vật liệu và hiểu được các tính chất của nó.

Hình ảnh có độ phân giải cao cho phép hình dung chi tiết các chi tiết của mẫu. Nó thậm chí có thể nhìn thấy những đặc điểm ở kích thước nanomet. Các tính chất sau đó có thể được phân tích định lượng thông qua phép đo kích thước, hình dạng và phân bố hạt.

Các lĩnh vực chính sử dụng phân tích TEM là:

  • Khoa học vật liệu: Phân tích cấu trúc tinh thể, khuyết tật, ranh giới hạt.
  • Sinh học: Hình ảnh hóa virus, bào quan tế bào và đại phân tử.
  • Công nghệ nano: Nghiên cứu các hạt nano, ống nano, màng mỏng.
  • Hóa học: Xác định thành phần hóa học và pha ở cấp độ nano.

Với phân tích TEM có thể thu được những thông tin sau:

  • Hình thái: Hình dạng và kích thước của các hạt hoặc cấu trúc.
  • Tinh thể học: Sự sắp xếp nguyên tử, khuyết tật tinh thể.
  • Phân tích nguyên tố: Những nguyên tố nào có mặt và ở đâu.
  • Xác định pha: Những vật liệu hoặc pha nào có trong mẫu.

Phân tích TEM là cần thiết khi cần độ nhạy, độ phân giải và hiểu biết sâu sắc về vật liệu. Đây là công cụ duy nhất cung cấp câu trả lời đúng trong nhiều tài liệu tiên tiến hoặc nghiên cứu sinh học.

Tổ chức của chúng tôi, đơn vị đã nỗ lực hỗ trợ các doanh nghiệp trong mọi lĩnh vực bằng nhiều nghiên cứu thử nghiệm, đo lường, phân tích và đánh giá đã thực hiện trong nhiều năm, có đội ngũ nhân viên hùng hậu luôn theo sát diễn biến của thế giới trong lĩnh vực khoa học và công nghệ và không ngừng cải thiện. Trong bối cảnh này, dịch vụ “Phân tích kính hiển vi điện tử truyền qua TEM” cũng được cung cấp cho các doanh nghiệp.

WhatsApp