CHƢƠNG 2 : THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHÉP ĐO KHẢO SÁT
2.5. Các phương pháp nghiên cứu
2.5.2. Nghiên cứu hình thái học bằng kính hiển vi điện tử truyền qua
Kính hiển vi điện tử truyền qua TEM là một thiết bị nghiên cứu vi cấu trúc vật rắn, sử dụng chùm điện tử có năng lượng cao chiếu xuyên qua mẫu vật rắn mỏng và sử dụng các thấu kính từ để tạo ảnh với độ phóng đại lớn (có thể tới hàng triệu lần), ảnh có thể tạo ra trên màn huỳnh quang, hay trên film quang học hay ghi nhận bằng các máy chụp kỹ thuật số.
Hình 2.8: Kính hiển vi truyền qua TEM
Trong TEM, điện tử được sử dụng thay cho ánh sáng (trong kính hiển vi quang học). Điện tử được phát ra từ súng phóng điện tử.Sau khi thốt ra khỏi catốt, điện tử di truyển đến anốt rỗng và được tăng tốc dưới thế tăng tốc V (một thông số quan trọng của TEM). Lúc đó, điện tử sẽ thu được một động năng:
Và xung lượng p sẽ được cho bởi công thức: p = mo. v = 2. mo. e. V
Như vậy, bước sóng của điện tử quan hệ với thế tăng tốc V theo cơng thức:
λ = h p=
h
Hình 2.9: Sơ đồ cơ chế tạo ảnh TEM bởi chùm tia điện tử
Với thế tăng tốc V = 100 kV, ta có bước sóng điện tử là 0,00386 nm. Nhưng với thế tăng tốc cỡ 200 kV trở nên, vận tốc của điện tử trở nên đáng kể so với vận tốc ánh sáng, và khối lượng của điện tử thay đổi đáng kể, do đó phải tính theo cơng thức tổng qt (có hiệu ứng tương đối tính):
Xét trên nguyên lý, ảnh của TEM vẫn được tạo theo các cơ chế quang học, nhưng tính chất ảnh tùy thuộc vào từng chế độ ghi ảnh. Điểm khác cơ bản của ảnh TEM so với ảnh quang học là độ tương phản khác so với ảnh trong kính hiển vi quang học và các loại kính hiển vi khác. Nếu như ảnh trong kính hiển vi quang học có độ tương phản chủ yếu đem lại do hiệu ứng hấp thụ ánh sáng thì độ tương phản của ảnh TEM lại chủ yếu xuất phát từ khả năng tán xạ điện tử.