กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดส่องผ่านอนุภาคนาโน (TEM) คืออะไร และจะใช้ TEM เพื่อทดสอบตัวอย่างได้อย่างไร

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านอนุภาคขนาดนาโน (TEM) เป็นเทคนิคกล้องจุลทรรศน์ที่สำคัญที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการสังเกตและกำหนดลักษณะโครงสร้างและสัณฐานวิทยาของอนุภาคและวัสดุระดับนาโน

TEM ใช้ลำอิเล็กตรอนพลังงานสูงในการสังเกตรายละเอียดระดับจุลภาคของตัวอย่างผ่านชิ้นบางๆ ใน TEM ลำอิเล็กตรอนจะถูกโฟกัสผ่านระบบเลนส์ จากนั้นจึงเคลื่อนผ่านตัวอย่างไปทำปฏิกิริยากับอะตอมหรือโมเลกุลในตัวอย่าง ด้วยการรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับลำแสงอิเล็กตรอนที่ส่งผ่าน ทำให้ได้ภาพที่มีความละเอียดสูงและรูปแบบการเลี้ยวเบนของตัวอย่าง จึงเผยให้เห็นโครงสร้างและองค์ประกอบภายในของตัวอย่าง

ต่อไปนี้เป็นขั้นตอนทั่วไปสำหรับการใช้ TEM เพื่อทดสอบตัวอย่าง:

1. การเตรียมตัวอย่าง: ประการแรก จำเป็นต้องเตรียมตัวอย่างเพื่อทดสอบให้เป็นชิ้นตัวอย่างที่บางเพียงพอ วิธีการเตรียมทั่วไป ได้แก่ การหั่นเชิงกล การบดไอออน การตกตะกอนแบบแรงเหวี่ยง และการตัดลำแสงไอออนแบบโฟกัส (FIB)

2. การโหลดตัวอย่าง: วางชิ้นตัวอย่างที่เตรียมไว้บนตัวพาตัวอย่าง TEM และตรวจดูให้แน่ใจว่าชิ้นตัวอย่างมีการยึดเกาะและมีเสถียรภาพ

3. การตั้งค่าเครื่องมือ: ตั้งค่าพารามิเตอร์ เช่น แรงดันไฟฟ้าเร่งความเร็ว การโฟกัส และฟังก์ชันการจัดตำแหน่งที่จำเป็นสำหรับ TEM โดยปกติแล้ว จำเป็นต้องเลือกการตั้งค่าเลนส์และโหมดที่เหมาะสมเพื่อให้ได้ข้อมูลภาพที่ต้องการ

4. การสังเกตและการปรับแต่ง: ใส่ที่ยึดตัวอย่างลงในเครื่องมือ TEM และสังเกตตัวอย่างโดยใช้ช่องมองภาพหรือกล้องจุลทรรศน์ ภายใต้กำลังขยายที่เหมาะสม ให้สังเกตว่าสัณฐานวิทยาและโครงสร้างของตัวอย่างตรงตามข้อกำหนดหรือไม่ และปรับและปรับให้เหมาะสมตามความจำเป็น

5. การจับภาพ: เลือกการตั้งค่าเลนส์และเวลาเปิดรับแสงที่เหมาะสมเพื่อจับภาพความละเอียดสูงของตัวอย่างผ่านระบบ TEM สามารถรวบรวมรูปภาพจากภูมิภาคและมุมต่างๆ เพื่อให้ได้ข้อมูลที่ครอบคลุมมากขึ้น

6. การวิเคราะห์ข้อมูล: วิเคราะห์และตีความภาพ TEM รวมถึงการวัดขนาดอนุภาค สัณฐานวิทยาของพื้นผิว โครงสร้างผลึก ฯลฯ การวิเคราะห์สเปกตรัมพลังงานที่สอดคล้องกันและการวิเคราะห์รูปแบบการเลี้ยวเบนยังสามารถดำเนินการเพื่อรับข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบองค์ประกอบและโครงสร้างผลึก

TEM เป็นเทคนิคกล้องจุลทรรศน์ความละเอียดสูงที่ใช้กันทั่วไปในการศึกษาอนุภาคนาโน วัสดุนาโน โครงสร้างนาโน และอื่นๆ สามารถสังเกตการณ์และวิเคราะห์โดยละเอียดในระดับนาโน โดยมีบทบาทสำคัญในการทำความเข้าใจคุณสมบัติโครงสร้างของวัสดุ สัณฐานวิทยาและองค์ประกอบของอนุภาคนาโน และการศึกษาปรากฏการณ์ระดับนาโน