2.1. Nguyên tắc đo đạc trong thực nghiệm
2.1.1. Nguyên tắc đo ảnh TEM
Kính hiển vi truyền qua (TEM) hoạt động bằng cách làm cho các electron di chuyển xuyên qua mẫu và sử dụng các thấu kính từ tính phóng đại hình ảnh của cấu trúc. Các điện tử từ catơt bằng dây tungsten đốt nóng đi tới anơt và đƣợc hội tụ bằng “thấu kính từ” lên mẫu đƣợc đặt trong buồng chân không. Tác dụng của tia điện tử tới mẫu có thể tạo ra chùm điện tử thứ cấp, điện tử phản xạ, điện tử Auger, tia X thứ cấp, phát quang catôt và tán xạ không đàn hồi với các đám mâu điện tử trong mẫu cùng với tán xạ đàn hồi với hạt nhân nguyên tử. Các điện tử truyền qua mẫu đƣợc khuếch đại và ghi lại dƣới dạng ảnh huỳnh quang hoặc ảnh kĩ thuật số.
Do bƣớc sóng của chùm electron ngắn hơn bƣớc sóng của ánh sáng nên các hình ảnh TEM có độ phân giải cao hơn so với các hình ảnh của một kính hiển vi ánh sáng. TEM có thể cho thấy rõ những chi tiết nhỏ nhất của cấu trúc bên trong, trong một số trƣờng hợp thấy rõ đến từng nguyên tử.
Nhiễu xạ điện tử có thể cung cấp những thơng tin rất cơ bản về cấu trúc tinh thể và đặc trƣng vật liệu. Chùm điện tử nhiễu xạ từ vật liệu phụ thuộc vào bƣớc sóng của chùm điện tử tới và khoảng cách mắt mạng tinh thể và tuân theo định luật Bragg:
2 sin
n d (2.1)
Do bƣớc sóng của chùm điện tử rất nhỏ nên ứng với các khoảng cách mạng trong tinh thể thì góc nhiễu xạ phải rất bé ( 0
0,01 ).
Tùy thuộc vào bản chất vật liệu, ảnh nhiễu xạ điện tử thƣờng là những vùng sáng tối hay còn gọi là trƣờng sáng – trƣờng tối. Trƣờng sáng là ảnh của vật liệu vô định hình cịn trƣờng tối là ảnh của vật liệu có dạng tinh thể.