Tiểu luận- báo cáo học cao học về : kinh hien vi dien tu TEM va HRTEM , kính hiển vi điện tử và kính hiển vi điện tử phân giải cao

Tiểu luận- báo cáo học cao học về : kinh hien vi dien tu TEM va HRTEM , kính hiển vi điện tử và kính hiển vi điện tử phân giải caoKính hiển vi điện tử quét (tiếng Anh: Scanning Electron Microscope, thường viết tắt là SEM), là một loại kính hiển vi điện tử có thể tạo ra ảnh với độ phân giải cao của bề mặt mẫu vật bằng cách sử dụng một chùm điện tử (chùm các electron) hẹp quét trên bề mặt mẫu. Việc tạo ảnh của mẫu vật được thực hiện thông qua việc ghi nhận và phân tích các bức xạ phát ra từ tương tác của chùm điện tử với bề mặt mẫu vật.Việc phát các chùm điện tử trong SEM cũng giống như việc tạo ra chùm điện tử trong kính hiển vi điện tử truyền qua, tức là điện tử được phát ra từ súng phóng điện tử (có thể là phát xạ nhiệt, hay phát xạ trường...), sau đó được tăng tốc. Tuy nhiên, thế tăng tốc của SEM thường chỉ từ 10 kV đến 50 kV vì sự hạn chế của thấu kính từ, việc hội tụ các chùm điện tử có bước sóng quá nhỏ vào một điểm kích thước nhỏ sẽ rất khó khăn. Điện tử được phát ra, tăng tốc và hội tụ thành một chùm điện tử hẹp (cỡ vài trăm Angstrong đến vài nanomet) nhờ hệ thống thấu kính từ, sau đó quét trên bề mặt mẫu nhờ các cuộn quét tĩnh điện. Độ phân giải của SEM được xác định từ kích thước chùm điện tử hội tụ, mà kích thước của chùm điện tử này bị hạn chế bởi quang sai, chính vì thế mà SEM không thể đạt được độ phân giải tốt như TEM. Ngoài ra, độ phân giải của SEM còn phụ thuộc vào tương tác giữa vật liệu tại bề mặt mẫu vật và điện tử. Khi điện tử tương tác với bề mặt mẫu vật, sẽ có các bức xạ phát ra, sự tạo ảnh trong SEM và các phép phân tích được thực hiện thông qua việc phân tích các bức xạ này.

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TIỂU LUẬN KÍNH HIỂN VI ĐIỆN TỬ TRUYỀN QUA (TEM) VÀ KÍNH HIỂN VI ĐIỆN TỬ TRUYỀN QUA PHÂN GIẢI CAO ( HRTEM) GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Tiến sỹ: Nguyễn Thị Luyến NHÓM ( Lớp cao học chuyên ngành Quang học ) Nguyễn Văn Hinh Lưu Thị Huệ Phạm Thị Phước MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Phần 1: Mục đích phương pháp đo dùng TEM HRTEM Phần 2: Lược sử phát triển TEM HRTEM Phần 3: Mơ hình ,cấu tạo ngun tắc hoạt động Phần 4: Nguyên tắc đo, ứng dụng Phần 5: Một số ví dụ kết đo Phần 6: Kính hiển vi điện tử truyền qua phân giải cao HRTEM MỤC ĐÍCH CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐO DÙNG TEM VÀ HRTEM Kính hiển vi điện tử truyền qua (tiếng Anh: transmission electron microscopy, viết tắt: TEM) thiết bị nghiên cứu vi cấu trúc vật rắn, sử dụng chùm điện tử có lượng cao chiếu xuyên qua mẫu vật rắn mỏng sử dụng thấu kính từ để tạo ảnh với độ phóng đại lớn (có thể tới hàng triệu lần), ảnh tạo huỳnh quang, hay film quang học hay ghi nhận máy chụp kỹ thuật số 2.LƯỢC SỬ PHÁT TRIỂN CỦA TEM VÀ HRTEM Kính hiển vi (quang học) để quan sát vật nhỏ Các kính hiển vi sử dụng ánh sáng khả kiến (visible light) để quan sát vật nhỏ Kết là, độ phân giải thiết bị bị giới hạn bước sóng ánh sáng khả kiến (chỉ cỡ vài trăm nanomet – 380 nanomet) Nguồn: wikipedia.org Vậy, công cụ sử dụng ta muốn quan sát cấu trúc nhỏ tới vài chục nanomet, hay chí nhỏ hơn? Ernst August Friedrich Ruska Max Knoll TEM năm 1931 Ernst Ruska Nguồn: wikipedia.org Max Knoll TEM (transmission Electron microscopy ) TEM phát triển thành thương phẩm lần vào năm 1936 Vương quốc Anh cơng ty Metropolitan-Vickers EM1, sau hồn chỉnh cơng ty Siemens (Đức) Kính hiển vi điện tử truyền qua Sơ đồ ăn mịn điện hóa Sử dụng chùm ion hội tụ 4.3.ỨNG DỤNG CỦA TEM Được sử dụng nhiều khoa học vật liệu,trong luyện kim sinh học Cho phép ta xác định thông số như: ●Thành phần hóa học ●Độ dài góc liên kết ●Cấu trúc điện tử 5.KẾT QUẢ ĐO Ảnh mẫu Fe3O4 Ảnh trường sáng (bright field) trường tối (dark field) chế độ ghi ảnh phổ thông TEM, hữu ích cho việc quan sát cấu trúc nano với độ phân giải không lớn Một cặp ảnh trường sáng (trái), trường tối (phải) mẫu vật liệu nano tinh thể FeSiBNbCu - Nguồn: wikipedia.org Hiện hình phân tử qua kính hiển vi TEM PHỤ LỤC 1: CẤU TẠO THẤU KÍNH TỪ: PHỤ LỤC 2: SƠ ĐỒ NGUN LÝ THẤU KÍNH TỪ PHỤ LỤC 3: Cơng thức Bragg cho ảnh nhiễu xạ 2d.sin(θ)=n.λ Trong : θ,λ góc nhiễu xạ, bước sóng chùm điện tử, n bậc giao thoa KÍNH HIỂN VI ĐIỆN TỬ HRTEM Là tính mạnh kính hiển vi điện tử truyền qua, cho phép quan độ phân giải từ lớp tinh thể chất rắn Trong thuật ngữ khoa học, ảnh hiển vi điện tử độ phân giải cao thường viết tắt HRTEM (là chữ viết tắt High-Resolution Transmission Electron Microscopy) Chế độ HRTEM thực khi: – Kính hiển vi có khả thực việc ghi ảnh độ phóng đại lớn KÍNH HIỂN VI ĐIỆN TỬ HRTEM – Quang sai hệ đỏ nhỏ cho phép (liên quan đến độ đơn sắc chùm tia điện tử hoàn hảo hệ thấu kính – Việc điều chỉnh tương điểm phải đạt mức tối ưu Một hệ FEG thường ưu tiên sử dụng cho kỹ thuật – Độ dày mẫu phải đủ mỏng (thường 100 nm) HRTEM công cụ mạnh để nghiên cứu cấu trúc tinh thể vật liệu rắn Khác với chế độ thông thường TEM, HRTEM tạo ảnh theo chế tương phản pha, tạo ảnh pha điểm ảnh Ảnh chụp HRTEM lớp phân cách Si/SiO2 , lớp Si đơn tinh thể cho hình ảnh cột ngun tử, cịn lớp SiO2 vơ định hình khơng có cấu trúc trật tự (Nguồn: wikipedia.org Chú ý, phân biệt HRTEM – Hiển vi điện tử truyền qua độ phân giải cao, với ảnh hiển vi điện tử truyền qua ghi độ phóng đại lớn Ảnh có độ phóng đại lớn cho hình ảnh chi tiết nhỏ, độ phân giải chưa cao Cịn chế độ HRTEM, đơi độ phóng đại cỡ 300 ngàn lần, có khả phân giải chi tiết nhỏ, mà điển hình cột nguyên tử cấu trúc tinh thể – tức cho hình ảnh tương phản mặt tinh thể TÀI LIỆU THAM KHẢO ●Nguyễn Văn Đến,Quang phổ nguyên tử ứng dụng,NXB ĐHQG TPHCM,2002 ●Võ Trọng Nghĩa, Seminar Kính hiển vi điện tử,2006 ●Một số trang web: www.vi.wikipedia.com www wikipedia.org THE END ***** KÍNH CHÚC SỨC KHỎE GIẢNG VIÊN VÀ CÁC BẠN !!! ... vi? ??t tắt HRTEM (là chữ vi? ??t tắt High-Resolution Transmission Electron Microscopy) Chế độ HRTEM thực khi: – Kính hiển vi có khả thực vi? ??c ghi ảnh độ phóng đại lớn 6 KÍNH HIỂN VI ĐIỆN TỬ HRTEM –... MỤC ĐÍCH CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐO DÙNG TEM VÀ HRTEM Kính hiển vi điện tử truyền qua (tiếng Anh: transmission electron microscopy, vi? ??t tắt: TEM) thiết bị nghiên cứu vi cấu trúc vật rắn, sử dụng chùm... máy chụp kỹ thuật số 2.LƯỢC SỬ PHÁT TRIỂN CỦA TEM VÀ HRTEM Kính hiển vi (quang học) để quan sát vật nhỏ Các kính hiển vi sử dụng ánh sáng khả kiến (visible light) để quan sát vật nhỏ Kết là, độ