آدرس: تهران - بزرگراه جناح - بلوار شهید گلاب - خیابان حسینی - کوچه رئیسی - پلاک ۷ - طبقه همکف
کد پستی: ۱۴۵۳۹۳۴۹۳۱
امروزه میکروسکوپ الکترونی عبوری به دلیل قدرت تفکیک و بزرگنمایی بسیار بالا مورد توجه بسیاری از پژوهشگران برای تحقیقات پیشرفته در حوزه های علوم مختلف قرار گرفته است. در مقاله پیش رو تلاش شده است تا دو نوع میکروسکوپ الکترونی عبوری و الکترونی عبوری با رزولوشن بالا پس از معرفی مختصر، مقایسه شوند تا پژوهشگران عزیز با آگاهی کامل نوع آنالیز خود را انتخاب نمایند.
میکروسکوپ الکترونی عبوری Transmission Electron Microscopyبا استفاده از برهمکنش الکترون های پر انرژی با نمونه می تواند تصاویری با حد تفکیک یک نانومتر و با بزرگنمایی تا یک میلیون برابر را ایجاد کند. این نوع میکروسکوپ این توانایی را دارد که از داخل نمونه تصویربرداری کرده و به همین دلیل ویژگی های ریزساختاری و ساختار بلوری ماده و نقص های بلوری آن با دقت بالایی قابل شناسایی است. اجزای این دستگاه در شکل ۱ نشان داده شده است.
شکل1) میکروسکوپ الکترونی عبوری و اجزای آن
اصلی ترین جز میکروسکوپ های الکترونی، تفنگ الکترونی آن ها است که در دو نوع گسیل یونی و گسیل میدانی وجود داشته و تولید پرتو الکترونی می کند. پس از تشکیل پرتوی الکترونی، به منظور متمرکز کردن باریکه الکترونی از عدسی های الکترومغناطیسی در محفظه میکروسکوپ استفاده می شود. از آنجایی که کیفیت تصویر ایجاد شده به شدت وابسته به باریکه پرتو الکترونی است و باید تا حد امکان از پراکنش آن جلوگیری شود، پمپ خلا جزء مهم دیگری از این میکروسکوپ است. خلاء ایجاد شده همچنین مانع از اکسیدشدن نمونه و آلودگی تفنگ الکترونی می شود.
الکترون ها پس از برخورد به نمونه یا بدون تغییر در جهت شان از نمونه خارج می شوند و یا با برخورد به موانع مختلف مانند اتم های شبکه، نقص های بلوری و … از مسیر اولیه منحرف می شوند که این حالات اساس تشکیل تصویر در میکروسکوپ الکترونی عبوری است. حالات مختلف تصویربرداری به سه گروه تصویربرداری معمولی، میدان تاریک و میدان روشن تقسیم بندی می شود. در تصویربرداری معمولی همه پرتوهای عبوری اعم از منحرف شده و منحرف نشده در تشکیل تصویر دخیل هستند. این نوع تصویر برداری نسبت به دو نوع دیگر وضوح پایین تری دارد. تصویر برداری در حالت میدان روشن فقط از پرتوهایی که از مسیرشان منحرف نشده اند، کاربرد دارد و سایر پرتوها به کمک دریچه هایی که تعبیه شده اند حذف شده اند. دریچه ها قابل تنظیم بوده و متناسب با نمونه و خروجی مورد نظر تنظیم می شوند. هرچه چگالی نمونه بیشتر باشد شدت نور عبوری کمتر شده و تصویر تیره تر دیده می شود. تصویر برداری حالت میدان تاریک عموماْ زمانی که هدف بررسی پدیده ای خاص در نمونه مانند نقص بلوری، تغییر در ترکیب و یا بررسی یک جزء از کامپوزیت است، کاربرد دارد. این حالت بر خلاف حالت میدان روشن، تنها پرتوهای منحرف شده را بررسی می کند. شکل ۲ تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری را در هر دو حالت میدان روشن و میدان تاریک نشان می دهد.
اساس تشکیل تصویر در این میکروسکوپ ها به این گونه است که صفحه نمایش حساس به الکترون که در بخش زیرین میکروسکوپ تعبیه شده است، در اثر برخورد الکترون های عبوری تغییر رنگ داده و تصویر تشکیل می شود. عدسی های شیئی و چشمی برای بزرگنمایی تصویر کاربرد داشته و پس از محفظه نمونه قرار دارند. به جز اجزای بیان شده، میتوان از ابزارهایی جهت آنالیزهای کمی و کیفی عناصر سازنده نمونه در کنار میکروسکوپ الکترونی بهره برد.
شکل2) تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری میدان روشن (سمت چپ) و میدان تاریک (سمت راست).
میکروسکوپ الکترونی روبشی High-Resolution Transmission Electron Microscopy با رزولوشن بالا حالت ویژه ای از تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی عبوری است که توانایی عکس برداری از ساختار اتمی نمونه را دارد. در واقع، مهم ترین تفاوت TEM و HRTEM در سیستم تصویربرداری پیشرفته آن است که این امکان را ایجاد کرده تا ویژگی های مواد مانند نیمه رساناها، فلزات و نانوذرات در مقیاس اتمی قابل تشخیص باشد. از این نوع میکروسکوپ جهت مشاهده کنتراست فازی در نمونه نیز استفاده می شود.
به منظور افزایش قدرت تفکیک تصاویر این نوع میکروسکوپ، لازم است تا الکترون های عبوری از نمونه که تفرق غیرالاستیک داشته اند حذف شوند زیرا باعث کاهش کیفیت تصویر می شوند. برای دست یابی به این هدف یک فیلتر انرژی در زیر نمونه تعبیه شده که تنها به پرتوهایی با انرژی خاص اجازه عبور می دهد. در شکل ۳ تصویر گرفته شده از نانوذرات قلع به کمک HRTEM نشان داده شده است. بزرگنمایی در این تصاویر به گونه ای است که فاصله ی صفحات اتمی نیز مشخص شده است. از طریق محاسبه فاصله صفحات می توان به اطلاعاتی از چینش اتمی و ساختار فازی ماده دست یافت.
در نتیجه اگر محققین عزیز به دنبال مشاهده ساختار اتمی ماده در بزرگنمایی های بسیار بالا بوده و یا ابعاد ذرات آنها کوچکتر از ۵ نانومتر است بهتر است ازHRTEM استفاده کنند.
در هر آزمایشگاهی ایمنی اولویت اول است. به دلیل قرار گرفتن کارکنان در معرض بخارات و مواد شیمی خطرناک، طراحی آزمایشگاه ها به‌گونه ای است که میزان کاهش آلودگی را به حداقل رسانده و باعث تسهیل شرایط ایمنی شود. امروزه در بهترین آزمایشگاه ها ترکیبی از پرسنل مجرب و تجهیزات ویژه جهت ایمن نگه داشتن […]
در میکروسکوپ های TEM، بدلیل نیاز به عبور الکترون ها از نمونه، نیاز است که نمونه خیلی نازک باشد. علاوه بر آن، نمونه TEM میبایست خشک باشد و ابعاد آن در محدوده ابعادی قسمت نگهدارنده نمونه باشد. محفظه نمونه یکی از قسمت‌های بسیار مهم میکروسکوپ می‌باشد که در زیر قسمت سیستم متمرکز کننده قرار دارد. […]
طیف وسیعی از مواد به صورت خالص (عنصر)، ترکیب و مخلوط در صنعت چاپ برای تولید مورد استفاده قرار می گیرد که به عنوان مواد شیمیایی مورد استفاده در صنعت چاپ شناخته می شوند. تنوع مواد مصرفی به سبب پیشرفت ها و فناوری های متعددی است که در این صنعت و به ویژه در چاپ […]
علائم خطر مواد شیمیایی (GHS ها) بر روی بسته بندی موادشیمیایی، علائمی درج شده اند که بیان کننده ی خطرات مواد هستند. بعضی از مواد هیچگونه علائم خطر خاصی ندارند که معمولا جای خالی آنها بر روی مواد موجود است. مانند تصویر زیر: جای خالی GHS ها دایره شعله ور: -گاز های اکسیدکننده […]
