Kính hiển vi điện tử truyền qua được phát triển từ năm 1930 là công cụ kĩ thuât không thể thiếu cho nghiên cứu vật liệu. Dựa trên nguyên tắc hoạt động cơ bản của kính hiển vi quang học, kính hiển vi điện tử truyền qua có ưu điểm nổi bật nhờ bước sóng của chùm electron ngắn hơn rất nhiều so với ánh sáng nhìn thấy nên nó có thể
51
quan sát với kích thước cỡ 0,2 nm. Ảnh thu được từ kính hiển vi điện tử truyền qua cho ta hình dạng và kích thước của hạt chất nghiên cứu.
Các electron từ catot bằng dây Vonfram đốt nóng đi tới anot và được hội tụ bằng “thấu kính từ” lên mẫu đặt trong chân không. Tác dụng của tia electron tới mẫu có thể tạo ra chùm electron thứ cấp, electron phản xạ, electron Auger, tia X thứ cấp, phát quang catot và tán xạ không đàn hồi với đám mây electron truyền qua mẫu được khuếch đại và ghi lại dưới dạng ảnh huỳnh quang hoặc ảnh kỹ thuật số.
Hình 2.7: Kính hiển vi điện tử truyền qua hiện đại
Nhiễu xạ electron có thể cung cấp những thông tin rất cơ bản về cấu trúc tinh thể và đặc trưng vật liệu. Chùm electron nhiễu xạ từ vật liệu phụ thuộc vào bước sóng của chùm electron tới và khoảng cách mặt mạng trong tinh thể, tuân theo định luật phản xạ Bragg như đối với nhiễu xạ tia X: 2dsin = n, khác với nhiễu xạ tia X, do bước sóng của chùm electron thường rất nhỏ nên ứng với các khoảng cách mặt mạng tinh thể thì góc nhiễu xạ rất bé, cỡ dưới 0,010. Tuỳ thuộc vào bản chất của vật liệu mà ảnh nhiễu xạ electron thường là những vùng sáng tối gọi là trường sáng - trường tối. Vùng sáng là ảnh của vật liệu vô định hình còn vùng tối là ảnh của vật liệu có dạng tinh thể.