Kớnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM: Transmission Electron Microscope) được phỏt triển từ năm 1930 là cụng cụ kỹ thuật khụng thể thiếu được cho nghiờn cứu vật liệu và y học. Dựa trờn nguyờn tắc hoạt động của kớnh hiển vi quang học, kớnh hiển vi điện tử truyền qua cú ưu điểm nổi bật nhờ bước súng của chựm điện tử ngắn hơn rất nhiều so với của ỏnh sỏng nhỡn thấy nờn cú thể quan sỏt đến kớch thước cỡ 0,2 nm.
Cỏc điện tử từ catốt bằng dõy tungsten đốt núng đi tới anốt và được hội tụ bằng thấu kớnh từ lờn mẫu đặt trong buồng chõn khụng. Tỏc dụng của tia điện tử tới mẫu cú thể tạo ra chựm điện tử thứ cấp, điện tử phản xạ, điện tử Auger, tia X thứ cấp,
29
phỏt quang catốt và tỏn xạ khụng đàn hồi với cỏc đỏm mõy điện tử trong mẫu cựng với tỏn xạđàn hồi với hạt nhõn nguyờn tử. Cỏc điện tử truyền qua mẫu được khuếch đại và ghi dưới dạng ảnh huỳnh quang hoặc kỹ thuật số.
Khi chựm điện tử chiếu tới mẫu với tốc độ cao và trong phạm vi rất hẹp, cỏc điện tử bị tỏn xạ bởi thế tĩnh điện giữa hạt nhõn nguyờn tử và lớp mõy điện tử của vật liệu gõy nhiễu xạ điện tử. Nhiễu xạ điện tử cú thể cung cấp những thụng tin rất cơ bản về cấu trỳc tinh thể, tuõn theo định luật Bragg nhưđối với nhiễu xạ tia X.
Khỏc với nhiễu xạ tia X, do bước súng của chựm điện tử rất nhỏ nờn ứng với khoảng cỏch mặt mạng trong tinh thể thỡ gúc nhiễu xạ phải rất bộ, cỡ dưới 0,01o. Tuỳ thuộc vào bản chất của vật liệu, ảnh nhiễu xạ điện tử thường là một loạt những vũng sỏng đối với mẫu cú nhiều vi tinh thể định hướng ngẫu nhiờn hoặc là mạng lưới riờng biệt những điểm sỏng sắc nột trờn ảnh nhiễu xạ vi điện tử là ảnh của nguồn điện. Cỏc ảnh TEM của vật liệu được chụp trờn kớnh hiển vi điện tử truyền qua JEOL TEM 5410 NV cú điện thế từ 40ữ100kV, độ phõn giải đối với điểm ảnh là 0,2 nm, đối với ảnh mạng tinh thể là 0,15nm, độ phúng đại từ 20-500000 lần.