Siirtoelektronimikroskooppiväline

Läpäisyelektronimikroskooppi (TEM), elektronimikroskoopin tyyppi, jolla on kolme välttämätöntä järjestelmää: (1) elektronisäde, joka tuottaa elektronisäteen, ja lauhdutinjärjestelmä, joka keskittää säteen esineeseen, (2) kuvaa tuottava järjestelmä, joka koostuu objektiivilinssistä, siirrettävästä näytteen vaiheesta sekä väli- ja projektorilinsseistä, jotka keskittyvät näytteen läpi kulkeviin elektroniin todellisen, erittäin suurennetun kuvan muodostamiseksi, ja (3) kuvan tallennusjärjestelmä, joka muuntaa elektronikuvan jollekin ihmissilmälle havaittavissa olevaan muotoon. Kuvien tallennusjärjestelmä koostuu yleensä fluoresoivasta näytöstä kuvan katselemiseksi ja tarkentamiseksi sekä digitaalikamerasta pysyviä tallenteita varten. Lisäksi tarvitaan tyhjiöjärjestelmä, joka koostuu pumpuista ja niihin liittyvistä mittareista ja venttiileistä sekä virtalähteistä.

Tietokilpailu

Elektroniikka- ja laitteistovisa

Mikä näistä ei ole puhelin?

Elektroni-ase ja lauhdutinjärjestelmä

Elektronien lähde, katodi, on lämmitetty V-muotoinen volframfilamentti tai korkean suorituskyvyn instrumenteissa terävän terävän sauvan materiaali, kuten lantaaniheksaboridi. Hehkulankaa ympäröi ohjausristikko, jota joskus kutsutaan Wehnelt-sylinteriksi, ja keskiaukko on järjestetty pylvään akselille; katodin kärki on järjestetty makaamaan tämän aukon yläpuolella tai alapuolella. Katodi ja ohjausristikko ovat negatiivisella potentiaalilla, joka on yhtä suuri kuin haluttu kiihdytysjännite, ja ovat eristetty muusta instrumentista. Elektronipistoolin viimeinen elektrodi on anodi, joka on aksiaalireikalla varustetun levyn muodossa. Elektronit poistuvat katodista ja suojasta, kiihtyvät kohti anodia ja, jos korkeajännitteen stabilointi on riittävä, kulkevat keskiaukon läpi jatkuvalla energialla. Elektronipistoolin hallinta ja kohdistaminen ovat kriittisen tyydyttävän toiminnan takaamiseksi.

Palkin voimakkuutta ja kulma-aukkoa säädellään lauhdutinlinssijärjestelmällä pistoolin ja näytteen välillä. Yhden linssin avulla voidaan yhdistää palkki esineeseen, mutta yleisemmin käytetään kaksoisjäähdytinä. Tässä ensimmäinen linssi on vahva ja tuottaa pienennetyn kuvan lähteestä, jonka toinen linssi kuvaa sitten objektiin. Tällainen järjestely on tilan kannalta taloudellinen elektronipistoolin ja kohdeasteen välillä ja on joustavampi, koska lähteen kuvan koon pieneneminen (ja siten näytteen valaisun alueen lopullinen koko) voi vaihdella suuresti ohjaamalla ensimmäinen linssi. Pienen pistekoon käyttö minimoi näytteen lämmityksestä ja säteilytyksestä aiheutuvat häiriöt.

Kuvan tuottava järjestelmä

Näyteruudukko kuljetetaan pienessä pidikkeessä liikutettavassa näytevaiheessa. Objektiivilinssi on yleensä lyhyen polttovälin (1–5 mm [0,04–0,2 tuumaa]) ja tuottaa todellisen välikuvan, jota projektorin linssit tai linssit lisäävät edelleen. Yksi projektorilinssi voi tarjota suurennusalueen 5: 1, ja käyttämällä vaihdettavia napakappaleita projektorissa voidaan saavuttaa laajempi suurennusalue. Nykyaikaiset instrumentit käyttävät kahta projektorilinssiä (yhtä kutsutaan välilinssiksi) suuremman suurennusalueen sallimiseksi ja suuremman kokonaissuurennuksen aikaansaamiseksi ilman, että mikroskoopin pylvään fyysinen pituus kasvaa vastaavasti.

Kuvan vakauden ja kirkkauden käytännöllisistä syistä mikroskooppia käytetään usein niin, että lopullinen suurennus on 1 000–250 000 x ruudulla. Jos tarvitaan suurempi lopullinen suurennus, se voidaan saada valokuvien tai digitaalisen suurennuksen avulla. Loppukuvan laatu elektronimikroskoopissa riippuu suuresti niiden mekaanisten ja sähköisten säädösten tarkkuudesta, joilla eri linssit ovat kohdistettuja toisiinsa ja valaisevaan järjestelmään. Linssit vaativat korkean vakauden virtalähteitä; korkeimman resoluution tason saavuttamiseksi tarvitaan elektroninen vakauttaminen paremmaksi kuin miljoonaosa. Nykyaikaista elektronimikroskooppia ohjaa tietokone ja erilliset ohjelmistot ovat helposti saatavilla.

Kuvan tallennus

Elektronikuva on yksivärinen ja se on tehtävä silmälle näkyväksi joko antamalla elektronien pudota fluoresoivalle näytölle, joka on asennettu mikroskooppipylvään pohjaan, tai kaappaamalla kuva digitaalisesti näyttöä varten tietokoneen näytölle. Tietokoneistetut kuvat tallennetaan TIFF- tai JPEG-muodossa, ja ne voidaan analysoida tai käsitellä kuvaksi ennen julkaisua. Kuvan tiettyjen alueiden tai määriteltyjen ominaisuuksien pikselien tunnistaminen mahdollistaa väärien värien lisäämisen yksiväriseen kuvaan. Tämä voi auttaa visuaalista tulkintaa ja opetusta, ja se voi luoda visuaalisesti houkuttelevan kuvan raa'asta kuvasta.