میکروسکوپ الکترونی عبوری TEM) Transmission Electron Microscope)

تجهیزاتتصویر برداری

نوشته شده توسط:

 (TEM) Transmission Electron Microscope میکروسکوپ الکترونی عبوری

یکی از تجهیزاتی که آنابیز در حوزه‌ی تصویر برداری ارائه می‌دهد میکروسکوپ الکترونی است. میکروسکوپ‌های الکترونی قابلیت بزرگنمایی تا ۲۰۰ برابر میکروسکوپ نوری را دارند که شامل دو تکنیک روبشی (SEM) و عبوری (TEM) است. میکروسکوپ الکترونی عبوری در سال ۱۹۴۰ ساخته شده و از سال ۱۹۵۰ برای بررسی مواد و فلزات گوناگون مورد استفاده قرار گرفته است. امروزه میکروسکوپ الکترونی عبوری امکان مطالعه موارد متنوعی نظیر ویژگی‌های ریزساختاری مواد، صفحات و جهات بلوری، نابجایی‌ها، دوقلویی‌ها، عیوب انباشتگی، مکانیزم‌های جوانه زنی، رشد و انجماد، انواع فاز‌ها و تحولات فازی، بازیابی و تبلور مجدد، خستگی، شکست، خوردگی و بسیاری دیگر را فراهم آورده است. میکروسکوپ الکترونی عبوری برای تصویر گرفتن از ریزساختار در بزرگنمایی ۱۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰۰ برابر به کار می‌رود و جزئیات ساختاری با قدرت تفکیک کمتر از یک نانومتر نمایش داده می‌شوند.

تصویر TEM نانو ذرات طلا

نمونه

نمونه‌هایی که در آنالیز TEM استفاده می‌شوند، همگی جامد (فلزات، سرامیک‌ها، مواد معدنی، پلیمرها، مواد بیولوژکی و …) بوده و می‌توانند به صورت نمونه پودری، بالک یا سوسپانسیون باشند. میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) نیز همانند دیگر تجهیزات آزمایشگاهی، مکانی برای قرارگیری نمونه در دستگاه دارد که آن جایگاه، دیسکی با ضخامت تقریبی ۵ میکرون و قطر ۳ میلیمتر است. بنابراین برای آنالیز نمونه‌ها لازم است تا برش‌هایی از نمونه تهیه شده و به کمک الکتروپولیش یا آسیاب یونی نازک شود تا مناطقی از نمونه اجازه عبور الکترون‌ها را بدهد. مناطق شفاف نسبت به پرتو الکترونی، معمولا کمتر از ۱۰۰ نانومتر ضخامت دارند. لازم به ذکر است که برای تهیه تصویر مناسب از نمونه‌های پودری، نمونه روی یک زیرساخت نازک کربنی پخش می‌شود.

 

کاربردها

  • تعیین خصوصیات ریزساختاری فلزات، سرامیک‌ها، مواد زمین‌شناسی، مواد بیولوژیکی، فازهای غیر آلی، رسوبات، آلودگی‌ها
  • تهیه تصاویر میکروسکوپی دو بعدی با بزرگنمایی و قدرت تفکیک بالا
  • تعیین جهت رشد مواد بلورین و صفحات کریستالی
  • تعیین اندازه ذرات پودرها در ابعاد نانومتر و بررسی مورفولوژی مواد
  • بررسی سطوح شکست
  • تشخیص مناطق دارای تنش پسماند
  • تعیین برادر برگرز نابجایی و انرژی نقص انباشتگی

توانایی‌ها

  • بیشترین بزرگنمایی در میان میکروسکوپ
  • قدرت تفکیک بین ۰/۱ تا ۱ نانومتر
  • مشخص نمودن ساختار و مورفولوژی مواد
  • مطالعات ریزساختاری مواد با قدرت تفکیک بالا و بزرگنمایی خیلی زیاد، مطالعات ساختارهای بلور، تقارن، جهت‌گیری و نقائص بلوری
  • امکان آنالیز شیمیایی اجزاء نمونه توسط پرتوی ایکس ساطع شده از نمونه
  • قابلیت آنالیز بلورشناسی اجزاء بسیار ریز مواد و مطالعه‌ی عیوب بلوری

محدودیت‌ها

  • هزینه این آنالیز نسبتا بالا است.
  •  آماده‌سازی نمونه برای آزمون TEM یک فرایند زمانبر به حساب می‌آید.
  • قدرت تفکیک تصویر حدود ۰٫۲ نانومتر است.
  • کوچکترین مقیاس اندازه گیری ۳۰ نانومتر است. حد حساسیت تقریبا ۰٫۵ تا ۱ درصد وزنی است. صحت آنالیز کمی به طور نسبی حدود ۵ تا ۱۵ درصد است. در میکروسکوپ‌های متداول، آنالیز کمی معمولا فقط برای عناصری با عدد اتمی بیشتر از ۱۱ امکان‌پذیر است. بعضی دستگاه‌ها حتی به صورت کیفی هم فقط عناصری با عدد اتمی بیشتر از ۱۱ را می‌توانند شناسایی کنند. در عین حال، آشکارسازهای بدون پنجره یا آشکارسازهای با پنجره‌های بسیار نازک از formvar (فرموار نوعی رزین است) یا پلیمرهای دیگر وجود دارند که محدوده آنالیزی را تا عنصر بور گسترش می‌دهند.
  • شناسایی ساختار بلوری به فازها و ترکیباتی محدود می‌شود که در جداول فایل پراش پودری ذکر شده‌اند. تعیین کامل گروه‌های نقطه‌ای و فضایی تنها با استفاده از تکنیک‌های خاص میکروپراش امکان دارد.
  • میدان دید در این تکنیک بسار کوچک بوده و نمیتوان خواص ناحیه ی آنالیز شده را به کل نمونه نسبت داد.
  • از نمونه‌های مرطوب و روغنی نمی‌توان به خوبی تصویر برداری کرد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *