투과 전자 현미경이란?

투과 전자 현미경 (TEM)은 전자 빔이 매우 얇게 절단 된 표본을 통과하는 이미징 기술입니다. 전자가 표본을 통해 전달되어 그 구조와 상호 작용함에 따라, 사진 필름 또는 형광 스크린과 같은 이미징 매체에 확대되고 초점이 맞춰 지거나 특수 CCD 카메라로 캡처 된 이미지가 분석됩니다. 투과 전자 현미경에 사용되는 전자는 매우 작은 파장을 갖기 때문에, TEM은 광선에 의존하는 종래의 광학 현미경보다 훨씬 높은 해상도로 이미지화 할 수있다. 높은 분해능으로 인해 TEM은 바이러스학, 암 연구, 재료 연구 및 마이크로 전자 공학 연구 및 개발 분야에서 중요한 역할을합니다.

최초의 TEM 프로토 타입은 1931 년에 지어졌으며, 1933 년까지 시험 시편으로면 섬유 이미지를 사용하여 빛보다 큰 분해능을 가진 장치가 시연되었습니다. 향후 수십 년 동안 투과 전자 현미경의 이미징 기능이 개선되어 생물학적 표본 연구에 유용한 기술이되었습니다. 1939 년 독일 최초의 전자 현미경이 소개 된 후, 제 2 차 세계 대전으로 인해 주요 실험실이 폭격을 당하고 두 명의 연구원이 사망 한 이후에 추가 개발이 지연되었습니다. 전쟁 후 100k 배율의 첫 번째 전자 현미경이 소개되었습니다. 기본적인 다단 설계는 현대식 투과 전자 현미경에서 여전히 볼 수 있습니다.

TEM 기술이 발전함에 따라, 1970 년대에 관련 기술인 주사 투과 전자 현미경 (STEM)이 개선되었습니다. 전계 방출 건과 개선 된 대물 렌즈의 개발로 STEM을 사용하여 원자를 이미징 할 수있었습니다. STEM 기술의 많은 발전은 투과 전자 현미경의 발전에 기인합니다.

TEM은 일반적으로 집광 렌즈, 대물 렌즈 및 프로젝터 렌즈의 세 가지 렌즈 단계를 통합합니다. 1 차 전자 빔은 집광 렌즈에 의해 형성되는 반면, 대물 렌즈는 시편을 통과하는 빔에 초점을 맞 춥니 다. 투사 렌즈는 빔을 확대하여 전자 스크린 또는 필름과 같은 이미징 장치에 투사합니다. 다른 특수 렌즈는 빔 왜곡을 보정하는 데 사용됩니다. 에너지 필터링은 렌즈가 동일한 수렴 지점에서 스펙트럼의 모든 색상에 초점을 맞출 수 없기 때문에 발생하는 왜곡 형태 인 색수차를 보정하는 데에도 사용됩니다.

다양한 투과 전자 현미경 시스템은 특정 설계가 다르지만 공통적으로 몇 가지 구성 요소와 단계가 있습니다. 이 중 첫 번째는 전자 스트림을 생성하고 작업자가 빔을 직접 전달할 수있는 정전 판과 렌즈를 통합 한 진공 시스템입니다. 시편 단계에는 연구 대상물을 하천에 삽입 할 수있는 에어 록이 포함됩니다. 이 단계의 메커니즘을 통해 최적의 시야를 위해 시편을 배치 할 수 있습니다. 전자총은 TEM을 통해 전자 스트림을 "펌핑"하는 데 사용됩니다. 마지막으로, 광학 렌즈와 유사하게 작용하는 전자 렌즈는 물체 평면을 재생산한다.