2.3.5 Phương pháp chụp ảnh vi điện tử truyền qua (TEM)
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.
Cấu tạo của súng phóng điện tử.
48
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. Có hai cách để tạo ra chùm
điện tử:
Sử dụng nguồn phát xạ nhiệt điện tử: Điện tử được phát ra từ một catốt được
đốt nóng (năng lượng nhiệt do đốt nóng sẽ cung cấp cho điện tử động năng để thoát
ra khỏi liên kết với kim loại. Do bị đốt nóng nên súng phát xạ nhiệt thường có tuổi
thọ không cao và độ đơn sắc của chùm điện tử thường kém. Các chất phổ biến dùng
làm catốt là W, Pt, LaB
6
...
Sử dụng súng phát xạ trường (Điện tử phát ra từ catốt nhờ một điện thế lớn
đặt vào vì thế nguồn phát điện tử có tuổi thọ rất cao, cường độ chùm điện tử lớn và
độ đơn sắc rất cao, nhưng có nhược điểm là rất đắt tiền và đòi hỏi môi trường chân
không siêu cao.
Sau khi thoát 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:
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 công
thức tổng quát (có hiệu ứng tương đối tính):
Là thấu kính ghi nhận chùm điện tử đầu tiên từ mẫu vật và luôn được điều
khiển sao cho vật sẽ ở vị trí có khả năng lấy nét khi độ phóng đại của hệ được thay
đổi. Vật kính có vai trò tạo ảnh, việc điều chỉnh lấy nét được thực hiện bằng cách
thay đổi dòng điện chạy qua cuộn dây, qua đó làm thay đổi tiêu cực của thấu kính.
Chụp ảnh hiển vi điện tử truyền qua TEM trên thiết bị TEM Trcnai G2 20S-
TWIN tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên/Đại học Quốc gia Hà Nội. Độ phân
giải kích thước nguyên tử, điện áp 100 KV. Mẫu được đưa lên lưới đồng có phủ
màng cacbon và tiến hành phân tích.
49
Chia sẻ với bạn bè của bạn: |