Kớnh hiển vi điện tử truyền qua TEM (transmission electron microscopy) là một thiết bị nghiờn cứu vi cấu trỳc vật rắn, sử dụng chựm điện tử cú năng lượng cao chiếu xuyờn qua mẫu vật rắn mỏng và sử dụng cỏc thấu
kớnh từ để tạo ảnh với độ phúng đại lớn (cú thể tới hàng triệu lần). Ảnh cú thể tạo ra trờn màn huỳnh quang hay trờn phim quang học, hay ghi nhận bằng cỏc mỏy kỹ thuật số. TEM cú ưu điểm là cú thể tạo ra ảnh cấu trỳc vật rắn với độ tương phản, độ phõn giải (kể cả khụng gian và thời gian) rất cao đồng thời cỏc thụng tin về cấu trỳc dờc dàng được thụng dịch. TEM cho ảnh thật của cấu trỳc bờn trong vật rắn nờn đem lại nhiều thụng tin, đồng thời rất dễ dàng tạo ra cỏc hỡnh ảnh này ở độ phõn giải tới cấp độ nguyờn tử. Đi kốm với cỏc hỡnh ảnh chất lượng cao là nhiều phộp phõn tớch rất hữu ớch đem lại nhiều thụng tin cho nghiờn cứu vật liệu.
Kớnh hiển vi điện tử truyền qua là một thiết bị hỡnh trụ cao khoảng 2m, cú một nguồn phỏt xạ điện tử trờn đỉnh (sỳng điện tử) để phỏt ra chựm điện tử. Chựm này được tăng tốc trong mụi trường chõn khụng cao, sau khi đi qua tụ kớnh, chựm điện tử tỏc động lờn mẫu mỏng. Tựy thuộc vào từng vị trớ và loại mẫu mà chựm điện tử bị tỏn xạ ớt hoặc nhiều. Mật độ điện tử truyền qua ngay dưới mặt mẫu phản ảnh lại tỡnh trạng của mẫu, hỡnh ảnh được phúng đại qua một loạt cỏc thấu kớnh trung gian và cuối cựng thu được trờn màn huỳnh quang. Do vậy, ảnh hiển vi điện tử truyền qua là hỡnh ảnh bề mặt dưới của mẫu (ảnh đen trắng) thu được bởi chựm điện tử truyền qua mẫu.
Cấu tạo chớnh của TEM gồm cột kớnh với cỏc bộ phận từ trờn xuống dưới: sỳng điện tử, tụ kớnh, buồng đặt mẫu, hệ thống thấu kớnh tạo ảnh (vật kớnh, kớnh trung gian, kớnh phúng), buồng quan sỏt và bộ phận ghi ảnh. Cột kớnh cú chõn khụng cao, ỏp suất 10-5-10-6 Torr đối với TEM thụng thường và cỡ 10-8-10-10 Torr đối với HR-TEM). Hệ thống bơm chõn khụng, hệ thống điện, điện tử, hệ thống điều khiển bằng mỏy tớnh là những bộ phận kốm theo để đảm bảo cho quỏ trỡnh làm việc liờn tục của TEM. Đặc trưng cho TEM là cỏc thụng số: hệ số phúng đại M, độ phõn giải và điện ỏp gia tốc U.
Hỡnh 2.4. Kớnh hiển vi điện tử truyền qua JEM1010 (JEOL) [3]