الميكروسكوب الالكتروني النافذ وكيف يعمل Transmission electron microscopy (TEM

الميكروسكوب
الالكتروني النافذ وكيف يعمل

الميكروسكوب الالكتروني النافذ
Transmission
electron microscopy (TEM)
.jpg][ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة][/url]

مع تطور أجهزة التكبير أصبح بالإمكان
رؤية المواد على المستوى الذري

مما فتح المجال لتكنولوجيا النانو
لتتطور وتنتشر. جهاز الميكروسكوب الالكتروني

النافذ والذي يعرف بالاسم Transmission
electronmicroscopy ويختصر في (TEM)
هو أحد أهم أجهزة التكبير. من
خلال اسمه يمكننا التنبؤ بالتقنية التي يعمل
بها الميكروسكوب الالكتروني
حيث ينفذ شعاع من الالكترونات من عينة رقيقة
جدا، ويتفاعل معها. تتكون
الصورة من تفاعل الالكترونات النافذة من العينة
حيث يمكن أن تكبر الصورة
وتركز على شاشة فلوريسنت أو على طبقة من فيلم
فوتوجرافي، أو أن ترصد
بواسطة كاميرا فيديو CCD.يستطيع
الميكروسكوب الالكتروني النافذ أن يكون صور بدقة
تحليلية عالية جدا اكبر
بكثير من تلك التي يمكن أن نحصل عليها من
الميكروسوب الضوئي التقليدي
والسبب في ذلك يعود إلى الطول الموجي القصير
المصاحب للالكترونات (موجة
دبرولي deBroglie).
وهذا يجعلنا نستخدم هذه الأداة
لرؤية تفاصيل دقيقة تصل في دقتها إلى رؤية
صف من الذرات. هذه الدقة
جعلت جهاز الميكروسكوب الالكتروني النافذ أداة
تحليلية هامة تستخدم في
العديد من المجالات العلمية في الفيزياء
والبيولوجي بالإضافة إلى
تطبيقاتها في أبحاث السرطان وعلم الفيروسات وفي
علوم المواد materials science مثل بحوث أشباه الموصلات
والنانوتكنولوجي.كما يمكن استخدام أنماط تشغيل مختلفة في جهاز الميكروسكوب
الالكتروني النافذ TEM للتعرف على التراكيب الكيميائية للعينة والتركيب البلوري
والالكتروني أيضا.في
هذا المقال من كيف تعمل الأشياء سوف نتعرف على
الاجزاء الرئيسية لجهاز
الميكروسكوب الالكتروني النافذ الذي لا يستغني
عنه كل من يعمل في مجال
تكنولوجيا النانو وعلم المواد والاغشية الرقيقة
ونوضح ايضا انماط التشغيل
المخلفة للحصول على معلومات متنوعة عن العينة
بتفاصيل دقيقة.
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة][/url][/size]
صورة توضح فيروس بوليو poliovirus المسبب لشلل الأطفال حجمه 30nm

نبذة تاريخية عن جهاز الميكروسكوب
الالكتروني النافذ TEM

][ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة][/url]
أول ميكروسكوب الكتروني نافذ TEM تم تركيبه في I. GFarben-Werke والآن هو في متحف في مدينة ميونخ
بألمانيا

][ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة][/url]
مخطط لأول ميكروسكوب الكتروني تم الحصول عليه من دفتر العالم
Ruska في العام 1931 كان قادرا على التكبير
16 مرة فقط

البداية:

افترض العالم Ernst Abbe
إن القدرة التحليلية لأي
ميكروسكوب تعتمد على الطول الموجي للضوء المستخدم
وبالتالي فان
الميكروسكوبات التقليدية المعتمدة على الضوء المرئي سوف يكون
لها حد
أقصى للقدرة التحليلية لا يمكن أن تتجاوزه بأي حال من الأحوال
ولهذا طور
العالم Koehler
جهاز ميكروسكوب يعمل بالأشعة
الفوق بنفسجية وبالرغم من أن ذلك زاد القدرة
التحليلية إلا أن اعتماد
هذا الميكروسكوب على استخدام بصريات مصنعة من
الكوارتز ،لان الزجاج
العادي يمتص الأشعة فوق البنفسجية، جعل سعره مرتفعا
جدا. عند هذه
المرحلة أصبح واضحا لدى العلماء أن الحصول على صور دقيقة
بحجم أجزاء من
الميكرون مستحيلا نظرا لقيود الطول الموجي للضوء المستخدم.مع المزيد من الاكتشافات التي بدأت
في العام 1858 بواسطة العالم Plücker
الذي استطاع التحكم في أشعة
الكاثود (وهي حزمة من الالكترونات ولكن لم يكن
ذلك معروفا إلا بعد تجارب
العالم ج ج طومسون) بواسطة المجالات
المغناطيسية. تمكن العالم Riecke في العام 1891 من تبئير أشعة
الكاثود بواسطة المجالات المغناطيسية مما يعني انه استطاع تصميم عدسة
مغناطيسية بسيطة. في العام 1928في الجامعة التكنولوجية في برلين قام العالم Max Knoll
برئاسة فريق بحثي بتطوير عدسات
للتحكم في أشعة الكاثود لاستخدامها في
الحصول على صور مكبرة. وبعد ثلاثة
أعوام من الأبحاث والتجارب تمكن العالم Max Knoll وفريقه من الحصول على أول صورة
مكبرة لشبكة وضعت فوق فتحة الانود وكان هذا في العام 1931. في نفس العام
تمكن العالم ReinholdRudenberg في شركة سيمينز Siemenscompany من الحصول على براءة اختراع للعدسة
الكهروستاتيكية في الميكروسكوب الالكتروني.التطور: في ذلك الوقت كان السلوك
المزدوج للالكترونات معروفا من خلال الفرضية التي وضعها العالم دي برولي De Broglie
hypothesis وهي أن كل جسيم له سلوك موجي وبالتالي وجد أن الإلكترون

يسلك سلوك موجي بالإضافة إلى
سلوكه الجسيمي مثله مثل الضوء تماما وبالرغم
من أن فرضية دبرولي وضعت في
العام 1927 إلا أن الفريق البحثي المكلف
بتطوير قدرة الميكروسكوب لم
يكن يعلم بهذه الفرضية حتى العام 1932 (لم يكن
لديهم شبكة انترنت في ذلك
الوقت) وبمجرد أن وصلتهم تلك الفرضية والتجارب
التي أكدت صحتها لاحظ
العلماء انه بالإمكان استخدام الموجة المصاحبة
للإلكترون في عملية
التكبير في الميكروسكوبات لان هذه الموجة اصغر كثيرا
من الطول الموجي
للضوء المرئي (الطول الموجي المتوسط للضوء 5000 انجستروم
في حين إن
الطول الموجي المصاحب للإلكترون في حدود 1 انجستروم) وبالتالي
يمكن
تطوير أجهزة تكبر الأشياء على المستوى الذري. في العام 1933 تم
الحصول
على أول نجاح للحصول على صور مكبرة لعينة من ألياف القطن قبل أن
تصاب
العينة بالضرر نتيجة لاصطدام الالكترونات بها.بعد
هذا النجاح ازداد الاهتمام
بالميكروسكوب الالكتروني من قبل العديد من
المجموعات البحثية لتطويره
واستمر التطوير ايضا في شركة سيمينز للحصول على
صور لعينات بيولوجية وفي
العام 1938 تم بناء أول جهاز TEM.

مزيدا من التطورات:

بعد الحرب العالمية الثانية استمر
العالم Ruska
في شركة سيمينز بتطوير
الميكروسكوب الالكتروني ليحصل على تكبير وصل إلى
100,000 مرة. وللعلم
فان تصميمه هذا لازال مستخدما في الاجهزة الحديثة
حالياً. وقد عقدت
العديد من المؤتمرات العلمية المتخصصة حول هذا الجهاز
تحت اسم مؤتمر
الميكروسكوب الالكتروني بدأت في العام 1942 والثاني في 1950
وبعدها في
العام 1954. بتطوير جهاز TEM تم تطوير تقنيات أخرى منها
الميكروسكوب الالكتروني الماسح النافذ والذي يعرف باسم scanning
transmission electron microscopy والذي يختصر بـ (STEM) وتم تطوير هذا الجهاز في السبعينات
من القرن الماضي بواسطة العالم AlbertCrewe في جامعة شيكاغو بعد تصميم المدفع
الالكتروني الذي يعمل بالمجال الكهربي field emission gun وتحسين العدسات المغناطيسية. وهذا
الجهاز استخدم لرؤية ذرات الكربون في غشاء رقيق مرسب على شريحة.

الأجزاء الأساسية في الميكروسكوب
الالكتروني النافذ TEM

يتكون جهاز TEM من أجزاء رئيسية عديدة تشمل نظام مفرغة الهواء vacuum system
والذي يوفر الفراغ في داخل الجهاز ليسهل على
الالكترونات الوصول إلى
العينة بدون أن تصطدم في الغازات داخله، وكذلك
يوجد العديد من العدسات
الكهرومغناطيسية، وألواح التوجيه
الكهروستاتيكية، وهذه تمكن المستخدم من
التحكم في الشعاع الالكتروني.
كما يوجد أيضا غرفة العينة التي يمكن التحكم
بموضعها في الجهاز لتحريك
العينة داخل الجهاز تحت الشعاع الالكتروني. كما
توجد أجهزة عرض الصورة
المتكونة من الالكترونات التي نفذت من العينة.
ولمزيد من التفصيل سوف
نشرح هذه الأجزاء الأساسية بمزيد من التفصيل.
][ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة][/url]
مخطط يوضح الأجزاء الأساسية في جهاز TEM

][ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة][/url]
مصدر
الالكترونات في أعلى الجهاز حيث تعمل العدسات (4 و7 و
على تركيز الشعاع
الالكتروني على العينة وتنفذ من العينة على شاشة
العرض (10). وأزرار
التحكم بالشعاع الالكتروني على اليمين (13 و14).

مصدر الالكترونات المدفع الالكتروني Electron Gun
الجزء
الأساسي في الجهاز هو مصدر
الالكترونات والذي يعرف باسم المدفع الالكتروني
والذي يكون في أعلى
الجهاز ويتكون من فتيلة من التنجسيتن في شكل فتيلة ذات
طرف حاد او من
عنصر lanthanum hexaboride (LaB6)
في صورة بلورة مفردة. يتم توصيل
الفتيلة في مصدر فرق جهد عالي يتراوح بين
100 الى 300 الف فولت يولد
تيار كافي ليعطي انبعاث الكتروني اما بطريقة
الانبعاث الحراري thermionic او بطريقة الانبعاث بواسطة المجال
الكهربي field electron emission.

url=http://www.up.v90v.com/uploads/images_10/v90v.com_f863c4929d.jpg][ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] فتيلة بلورة LaB6
][ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة][/url]
فتيلة التنجستن

.jpg][ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة][/url]
شكل يوضح المدفع الالكتروني

العدسات Lenses
مثل الميكروسكوب الضوئي فان جهاز TEM
يستخدم عدسات لإظهار صور دقيقة
ومفصلة. والعدسات في هذه الأجهزة تعمل بشكل
مختلف تماما. فهي ليست
مصنوعة من الزجاج بل هي عدسات مصنوعة من مغناطيسات
قادرة على توجيه مسار
الالكترونات. وبفعل ذلك تقوم هذه العدسات بتوجيه
الالكترونات والتحكم
في مسارها، مما يضمن أن تصل الالكترونات إلى المكان
المطلوب بدقة. نظام العدسات المستخدم يتكون من ثلاثة
مراحل وهي العدسات المجمعة condensor lenses والعدسات الشيئية objective lenses وعدسات الإسقاط projector lenses.
ووظيفة العدسات المجمعة هو التحكم
في شكل الشعاع الالكتروني في حين أن
وظيفة العدسات الشيئية هو تركيز
الشعاع الالكتروني على العينة. اما عدسات
الإسقاط فهي التي تستخدم
لتوسعة الشعاع وعرضه على كامل شاشة العرض
الفلوريسنت لإظهار الصورة.
وهذه العدسات هي المسؤلة عن التكبير حيث ان
التكبير يعتمد على النسبة
بين المسافات بين العدسة العينة والعدسة الشيئية
ومستوى الصورة
المتكونة. كما قد توجد أيضا عدسات إضافية تقوم بتحسين جودة
الصورة
وتصحيح الزيغ الذي قد ينتج بسبب عدم التماثل في الشعاع الالكتروني
والذي
يعرف باسم (astigmatism).
موجهات الشعاع الالكتروني Electron BeamManipulation
يتم
التحكم في الشعاع
الالكتروني من خلال تفاعل الالكترونات مع المجال
المغناطيسي حيث يؤثر
المجال المغناطيسي على الالكترونات المتحركة بسرعة
معينة بقوة مغناطيسية
يمكن من خلالها توجه الشعاع الالكتروني داخل
الميكروسكوب الالكتروني
النافذ TEM.
كذلك يستخدم المجال الكهربي الاستاتيكي لتوجيه مسار
الشعاع الالكتروني
بزاوية معينة. وباستخدام هذين المجالين معا يتم تشغيل
الجهاز بنظام STEM.
شاشة العرض DisplayScreen
يتكون نظام العرض في جهاز TEM
من شاشة فسفورية، مصنوعة من كبريتيد الزنك لتمكن
المستخدم من الحصول على
صور مباشرة. كما يمكن أن يحتوي الجهاز على شاشة
متصلة بشريحة الكترونية
تعرف CCD وهي التي
تستخدم في الكاميرات الرقمية وكاميرات الفيديو للحصول على صور رقمية.
مفرغة الهواء Vacuum system
لكي تنطلق الالكترونات من الفتيلة وتصل
الى العينة فان جهاز TEM يعمل عند ضغط منخفض يصل الى 10-4Pa
وذلك من خلال سحب الهواء بواسطة
مفرغة الهواء فنحصل على وسط تتحرك فيه
الالكترونات بحرية بدون تصادمات
مع ذرات الهواء تعيق وصولها للعينة وكذلك
لمنع حدوث أي تفريغ كهربي عند
تطبيق فرق جهد عالي لتعجيل الالكترونات داخل
الجهاز. يتكون نظام تفريغ الهواء في الجهاز من
عدة مراحل المرحلة الاولى تبدأ باستخدام مضخة هواء دورانية تعرف باسم rotary pump لتصل بالضغط في داخل الجهاز إلى قيمة
معينة لتبدأ بعدها المضخة الثانية في العمل وهي مضخة الانتشار والتي تعرف
بالاسم diffusion pump كما يمكن استخدام مضخة التيربوا turbomolecular pumps للحصول على ضغط منخفض في حدود 10−7 -
10−9 Pa يسمح بتشغيل الجهاز عند فرق جهد عالي بدون حدوث تفريغ
كهربي. وهذه المضخات متصلة بالجهاز ويمكن التحكم بها من خلال الصمامات المتوفرة لفصل وتوصيل
المضخات في الجهاز.
حامل العينة Specimenstage
يجب
أن يسمح تصميم حامل العينة بان
يوضع في داخل الجهاز بدون إحداث زيادة في
الضغط. وحامل العينة يتكون من
شبكة دائرية بقطر 3 سم وهو الحجم القياسي
ويمكن أن يوجد في حالات نادرة
حامل بقطر 2.3 سم وذلك في حالة الحاجة إلى
إمالة العينة أثناء الفحص مثل
فحص شيء معدني حيث يتطلب فحص العينة من عدة
زوايا حيث تخترق
الالكترونات عينة بسمك 100nm ويمكن التحكم بسمك الاختراق من خلال
فرق جهد تعجيل الالكترونات.كما
يسمح تصميم حامل العينة بتحريك
العينة وهي داخل الجهاز وذلك لفحص مناطق
محددة من العينة وعملية التحكم
بالعينة تحت الفحص عملية معقدة وقد مرت
بالكثير من التطويرات
والتحديثات، وحاليا استخدم فيها الكمبيوتر مع
الموتور الناقل ليعطيه
التعليمات الدقيقة لتحديد مكان العينة بالنسبة
للشعاع الالكتروني وكذلك
تحريك العينة بسرعة قد تصل إلى بضع نانومترات لكل
دقيقة.
][ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة][/url]
حامل العينة وهي عبارة عن شبكة

طرق تكوين الصورة Imaging methods
طرق تكوين الصورة في جهاز TEM
تستخدم المعلومات التي تكون في
الأمواج المصاحبة للالكترونات والناتجة من
تفاعلها مع العينة. وتسمح
عدسات الإسقاط بتوجيه أمواج الالكترونات
وتوزيعها على شاشة العرض. وتعبر
شدة الإضاءة التي تظهر على شاشة العرض عن
متوسط سعة الدوال الموجية
للالكترونات النافذة من العينة.وبالتالي تم استخدام عدة طرق للحصول
على الصورة لتحسين امواج
الالكترونات التي تنفذ من العينة والحصول منها على
معلومات مفيدة. تعتمد
الصور المتكونة على سعة الشعاع الالكتروني وكذلك
على طور هذه الالكترونات
التي تستخدم في حالة التكبير لدرجات عالية.
التحليل العالي للعينة يتطلب
ان تكون العينة رقيقة للغاية لتنفذ منها
الالكترونات بطاقة عالية، وعندها
لا تمتص العينية أية الكترونات تذكر
وبالتالي لن تغير من سعة الموجة
الالكترونية ولكن تعدل من طورها. ومن
هنا نستنتج ان الصور تتكون اما من
خلال التغير الناتج على سعة موجة
الالكترونات عند نفاذها من العينة او من
التغير في طور هذه الامواج.

إظهار التباين Contrast formation
إظهار التبيان في جهاز TEM
يعتمد بشكل اساسي على نمط تشغيل
الجهاز. تقنيات معقدة لاظهار الصورة تعتمد
على تغير قوة العدسة وكل نمط
تشغيل له اعدادات خاصة بقوة العدسات
المستخدمة. انماط التشغيل المختلفة
هذه تستخدم في تميز المعلومات التي
نحصل عليها من الفحص وهذا يعتمد على
اهتمام الباحث والنتائج التي يرغب في
الحصول عليها.
نمط التشغيل الـ Brightfield
يعتبر هذا النمط الاكثر استخداما في
جهاز TEM
وهو نمط صور المجال الساطع. في هذا النمط تتكون الصورة
من خلال امتصاص
الالكترونات في العينة. المناطق السميكة من العينة او
المناطق التي تحتوي
على عدد ذري كبير تظهر معتمة في حين المناطق الاقل
سمكا او التي تحتوي على
عدد ذري قليل تظهر مضئية، ومن هنا جاء اسم هذا
النمط.
نمط التشغيل Diffraction contrast
][ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة][/url]
صور TEM لعيب في الشبكة البلورية على المستوى الذري

تظهر العينات حيود في التباين حيث يتعرض
شعاع الالكترونات إلى تشتت براج Bragg scattering، وفي هذه الحالة فان العينة البلورية
تشتت الالكترونات في مواقع منفصلة في مستوى البؤرة الخلفي. وبوضع فتحة aperture في مستوى البؤرة الخلفي يمكن اختيار تشتت براج المطلوب وهذا يعني
ان اجزاء محددة من العينة هي المسؤلة عن تشتت الالكترونات وهي التي يتم
رصدها لتكوين الصورة.اذا
كانت الانعكاسات التي تم اختيارها بواسطة الفتحة
لا تحتوي على شعاع متشتت
فان الصورة سوف تظهر معتمة حيث لا يوجد تشتت من
العينة عند هذا الموضعاجهزة TEM
الحديثة تكون مجهزة بحامل للعينة يمكن امالته بزاوية
معينة للحصول على
شروط حيود معينة والفتحة المثبتة على العينة تسمح
للمستخدم باختيار
الالكترونات التي تحيد في اتجاه معين بعد ان تنفذ من
العينة.يستخدم هذا النمط من التشغيل في التعرف على عيوب الشبكة
البلورية lattice
defects
في البلورات.
وبالتحكم الدقيق في اتجاه العينة فانه يمكن تحديد مكان
العيوب بدقة
وكذلك نوعها. وذلك من خلال توجيه العينة ومراقبة حيود براج
والتغير في
تباين شدته يمكن تحديد المستوى البلوري الذي حدثت فيه العيوب
في الشبكة
البلورية.

][ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة][/url]
أنماط تشتت بلوري في الحديد من النوع FCC

كما
انه يمكن الحصول على صور
لانماط الحيود الذي من خلاله يمكن التعرف على
التركيب البلوري للعينة
فاذا كانت انماط الحيود عبارة عن نقاط تكون العينة
عبارة عن بلورة مفردة
single crystal واذا كانت سلسلة من الحلقات تكون
العينة متعددة التبلور polycrystalline او امورفية غير متبلورة amorphous.
وفي حالة البلورة المفردة فان
انماط الحيود تعتمد على اتجاه العينة
وتركيبها. وهذه الصور تفيد الباحث
في معرفة التماثل وزاوية البلورة
بالنسبة للشعاع الالكتروني. وفي العادة
يتم الحصول على نتائج الحيود هذه
على شريحة فيلم.
نمط التشغيل Electronenergy loss
يعتبر هذا نمط تشغيل متطور وحديث
فأجهزة TEM
الحديثة تكون مزودة بمرشح مغناطيسي ومطياف طاقة لاختيار
قيم طاقة معينة
مرتبطة مع الالكترونات المتفاعلة مع العينة. فعلى سبيل
المثال العناصر
المختلفة في العينة تغير من طاقة الالكترونات بعد خروجها
من العينة وهذا
يسبب في العادة حدوث زيغ في الصورة ولكن التغير في طاقة
الالكترونات بعد
تفاعلها مع العناصر المختلفة في العينة يمكن الاستفادة
منه في الحصول على
معلومات عن تركيب العناصر الموجودة في العينة. ويمكن
تشغيل مطياف الطاقة
ايضا للحصول على صورة
نمط التشغيل Phase contrast
يمكن الحصول على التركيب البلوري
للعينة باستخدام نمط التشغيل phase contrast وهذا النمط من التشغيل يعرف ايضا
بالميكروسكوب الالكتروني النافذ ذو القدرة التحليلية العالية High Resolution
Transmission ElectronMicroscopy والذي يختصر بـ HRTEM.
فعند استخدام مصدر الكتروني
بعمل بمجال كهربي بدلا من الانبعاث الحراري
تتكون الصورة نتيجة الاختلاف
في طور امواج الالكترونات، والذي نتج عن
تفاعلها مع العينة. وهنا تكون
الصور يتم بطرق معقدة لان الصورة لا تتكون
بالاعتماد على شدة الشعاع
الالكتروني النافذ (عدد الالكترونات) التي تصطدم
بالشاشة وإنما على
تفسير التغير في الطور وهذا يتطلب نماذج رياضية
يستخدمها الكمبيوتر
لتكوين الصورة.
الصور ثلاثية الأبعاد Three dimensionalimaging
][ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة][/url]
صورة ثلاثية الأبعاد لفيروس parapoxa
حيث
أن حامل العينة يسمح بدوران
العينة بزوايا محددة يمكن الحصول على صور
للعينة عند زوايا مختلفة على
المحور العمودي على الشعاع الالكتروني. وبأخذ
عدة صور لعينة عند زوايا
مختلفة بمقدار درجة واحدة لكل صورة يتم تجميع
مجموعة من الصور يمكن منها
تكوين صور ثلاثية الإبعاد تمثل العينة.تحول
مجموعة الصور إلى صور ثلاثية
الأبعاد هي عملية معقدة وتتم من خلال مرحلتين
المرحلة الأولى هي تحليل
الصور للتخلص من الأخطاء والمرحلة الثانية تستخدم
تقنية تسمى filtered backprojection لتكوين الصور الثلاثية الأبعاد وفي
كلا المرحلتين يستخدم برامج كمبيوتر لوغارثميات خاصة لتحليل وبناء الصور.

تجهيز العينة Samplepreparation

[center]تعتبر عملية تجهيز العينة معقدة بعض
الشيء. فالعينات التي ستفحص بجهاز TEM
تتطلب أن تكون بسمك لا يتجاوز
بضعة مئات النانومترات، فالجهاز يعتمد على
تكوين الصورة بواسطة
الالكترونات والتي ليس قدرة كبيرة على الاختراق كأشعة
اكس. والعينات ذات
الجودة العالية تكون بسمك يساوي مقدار اختراق
الالكترونات لها وهذا في
حدود بضعة عشرات النانومترات. تحضير العينة يعتمد
على نوعها وكذلك على
نوع المعلومات المطلوب الحصول عليها من فحصها في
الجهاز ولهذا يوجد
العديد من طرق التحضير المستخدمة.المواد
التي لها ابعاد صغيرةبحيث
ينفذ عبرها الشعاع الالكتروني مثل البودرة
والانابيب النانوية يمكن ان
تحضر بشكل سريع من خلال تصنيعها على شكل غشاء
رقيق. وفي البحوث
البيولوجية فان العينة يجب ان تحضر بشكل يجعلها تتحمل
الضغط المنخفض
والتحكم فيها داخل الجهاز يتم تثبيتها باستخدام مواد تعرف
باسم negative staining مثل مادة uranyl acetate
او بتغطيتها بطبقة بلاستيكية.
كما يمكن ايضا تبريد العينة عند درجة حرارة
النيتروجين السائل بعد ان
تغطى بغشاء زجاجي. وفي بحوث علوم المواد materialscience
وعلم المعادن فهي عادة ما تتحمل
الضغط المنخفض ولكن يجب ان تحضر في صورة
اغشية رقيقة او ان توضع
بالترسيب على اسطح يمكن للشعاع الالكتروني من
اختراقها. وهناك
الكثير من الطرق المستخدمة
لتجهيز العينات قبل وضعها في الجهاز وهذه الطرق
متنوعة حسب نوع العينة
والهدف من فحصها ومن هذه الطرقفصل الأغشية Tissuesectioning
تلطيخ العينة Sample staining
التحفيف الميكانيكي Mechanical milling
الانتزاع الكيميائي Chemicaletching
الانتزاع الأيوني Ion etching
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] صورة SEM لعينة تم تجهيزها للفحص بجهاز TEM

عيوب جهاز TEM
كأي جهاز تقني له الكثير من الفوائد
يصاحبه بعض العيوب ومن هذه العيوب التي تصاحب جهاز TEM
هو طرق تحضير العينة والتي تكون في
بعض الأحيان عملية معقدة وصعبة وتستغرق
الكثير من الوقت قبل إجراء
الفحص. حيث أن العينة يجب أن تكون شفافة أمام
شعاع الالكترونات. كما انه
من المحتمل أن يحدث بعض التغيرات في العينة
أثناء التحضير والإعداد.
هذا اضافة الى أن نطاق الفحص في جهاز TEM ضيق بما لا يسمح بفحص كامل العينة.
كما أن العينة قد تتعرض للضرر باصطدام الالكترونات بها وخصوصا عن فحص
المواد البيولوجية.

][ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

نلاحظ ان جهاز TEM
جهاز مهم للباحثين والمطورين يسمح
برؤية المواد على المستوى الذري ويعتبر
هذا الجهاز من الاجهزة التي
ساهمت في انتشار علم النانو وتقنية
النانوتكنولوجي. وفي النهاية ارجو ان
اكون وفقت في شرح فكرة عمل جهاز
الميكروسكوب الالكتروني النافذ TEM وقد سبق وان قدمت شرحا مفصلا
للميكروسكوب الالكتروني الماسح SEM وكلا هذين الجهازين هما تقنيات تشغيل
مختلفة لجهاز الميكروسكوب الالكتروني ويمكن الحصول على جهاز واحد يدمج كلا
من SEM و TEM في جهاز واحد وحسب طريقة التشغيل وإعداد العينية يمكنك
الحصول على النتائج المطلوبة.أرجو نشر هذا المقال لتعم الفائدة على
الجميع مع العلم بان الأجر والثواب ينالك إذا تم النقل بحفظ حقوق الكاتب
والمصدر.

[/center]

» المصحف الالكتروني المسموع.
» تحميل برنامج المصحف الالكتروني المسير مجانا للكمبيوتر اخر اصدار Moysar Computer
» كيف تخلي الكونكت حق الجوال او موبايلي يعمل كمودم للبيت كله‎