6. Cấu trúc luận văn
2.3.1. Phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua TEM
Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) là một trong những kỹ thuật phổ biến trong việc xác định hình dạng bề mặt của vật liệu nano. Thông tin hóa học và hình ảnh của vật liệu nano được cung cấp bới TEM ở độ phân giải không gian bằng mức kích thước nguyên tử. TEM sử dụng chùm điện tử có năng lượng cao chiếu xuyên qua mẫu vật rắn mỏng, chính nhờ các thấu kính từ mà độ phóng đại của nó có thể lên tới hàng triệu lần và được biến đổi thành các điện tử tán xạ đàn hồi hoặc không đàn hồi khi chùm điện tử tương tác với mẫu vật, cuối
cùng được ghi lại trên film quang học hoặc màng huỳnh quang. Kích thước hạt chính xác thu được từ hình ảnh trường sáng cũng như hình ảnh trường tối được cung cấp bởi TEM và cung cấp thông tin chi tiết về các hạt nano vì nó sử dụng các điện tử năng lượng để cung cấp thông tin liên quan đến thông tin hình thái học, cấu tạo và tinh thể học. Kỹ thuật hình ảnh, quang phổ và nhiễu xạ là ba kỹ thuật chính được thấy trong kỹ thuật TEM[37]. Sơ đồ cấu tạo của TEM được thể hiện trong Hình 2.2.
Các kính hiển vi (quang học) sử dụng ánh sáng khả kiến (visible light) chỉ quan sát các vật nhỏ với độ phóng đại khoảng 40-3000 lần. Dựa vào lý thuyết trên ta có thể khắc phục nhược điểm này bằng cách gia tốc một chùm điện tử nhờ vào điện trường từ đó thu được bước sóng nhỏ hơn nhiều lần so với ánh sáng khả kiến.
Ở đây, bước sóng của chùm electron chiếu lên mẫu liên hệ với xung lượngcủa hạt theo hệ thức: h
p Trong đó: p là xung lượng
h là hằng số Planck ( h=6,625.10-34 J.s)
Khi được tăng tốc dưới thế tăng tốc V, điện tử sẽ thu được một động năng: 2
mv
e.V 2
Xung lượng được tính bởi công thức: p = m0.v = 2m .e.V 0 Như vậy bước sóng lúc này được tính theo công thức:
0
h h
p 2m .e.V
Độ phân giải là khoảng cách bé nhất giữa hai điểm còn phân biệt được, được tính bằng biểu thức
0,61. n.sin
Hình 2.2 Sơ đồ cấu tạo kính hiển vi điện tử truyền qua TEM [38]
Có thể thấy khi gia tốc cho điện tử càng lớn bước sóng sẽ càng nhỏ từ đó thu được độ phân giải càng lớn hay nói cách khác ảnh thu được càng rõ nét.