– TEM).
Kính hiển vi điện tử truyền qua TEM là một công cụ thiết yếu để phân tích một cách trực quan các vật liệu nano. TEM có khả năng quan sát các cấu trúc và hình dạng của mẫu, bởi vì bước sóng của chùm tia electron này có thể điều chỉnh đến
vài trăm amstrong. Bước sóng của chùm tia electron là , nó là một hàm của điện thế
được biểu diễn như phương trình:
12 0 6 0(1 0,9788 10 U ) U 1,226 λ . (8)
Ở đó U0 là điện thế của chùm tia electron
1.5.3.1. Cấu tạo
Súng điện tử để tạo ra chùm tia electron đơn sắc; các thấu kính điện từ dùng để hội tụ các electron thành chùm hẹp; bàn đặt mẫu; vật kính là thấu kính điện từ dùng để hội tụ chùm electron truyền qua mẫu; lỗ mở khẩu độ để chọn diện tích và tăng độ tương phản của ảnh; một số thấu kính trung gian dùng để phóng đại ảnh.
Hình 1.12: Sơ đồ cấu tạo của kính hiển vi điện tử truyền qua.
1.5.3.2. Nguyên tắc hoạt động
Kính hiển vi điện tử truyền qua TEM hoạt động dựa trên nguyên lý tương tự như kính hiển vi quang học. Nguồn chiếu sáng trong TEM là chùm các electron có năng lượng cao được phát ra từ súng điện tử. Các chùm electron này sẽ di chuyển xuyên qua thân máy được hút chân không và tập trung chùm tia rất hẹp nhờ vào các thấu kính điện từ và chiếu xuyên qua mẫu vật rắn mỏng. Ở đây chúng được hội tụ lại nhờ các vật kính là thấu kính điện từ, sau đó ảnh được phóng đại qua một số thấu kính từ trung gian 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
dụng và mạnh mẽ cho đặc trưng của các hạt nano. Độ phân giải TEM có thể cung cấp thông tin và kích thước và hình dạng của mẫu.
Ưu, khuyết điểm của TEM:
TEM có thể tạo ra ảnh cấu trúc vật rắn với độ tương phản, độ phân giải rất cao và thấy được cấu trúc bên trong vật rắn, đồng thời rất dễ dàng tạo ra các hình ảnh ở độ phân giải tới cấp độ nguyên tử.
Khuyết điểm lớn nhất của TEM là mẫu nghiên cứu phải đủ mỏng để chùm điện tử có thể xuyên qua mẫu. Vì vậy cần phải có những cách xử lý thích hợp để không phá huỷ cấu trúc mẫu. Hơn nữa, kính hiển vi điện tử truyền qua chỉ hoạt động được ở chế độ chân không cao, sử dụng điện áp rất lớn do sử dụng chùm điện tử năng lượng cao và việc điều khiển rất phức tạp.