Kapan dan Dimana Mikroskop Elektron ditemukan?

1931

Berlin, Jerma

n

Mikroskop elektron

pertama kali ditemukan

Transmission Electron Microscopy (TEM)

Memanfaatkan elektron dengan cara mentransmisikan elektron sehingga nantinya akan ditangkap oleh sebuah layar yang akan menghasilkan gambar dari struktur material tersebut.

Cara kerja dari TEM mirip dengan cara kerja projector slide, dimana elektron ditembuskan ke dalam objek pengamatan dan pengamat mengamati hasil tembusannya pada layar.

Saat ini telah mengalami peningkatan kinerja hingga mampu menghasilkan perbesaran objek hingga 2 juta kali.

Aplikasi TEM

Analisis mikrostruktur

internal

Struktur kristal

Identifikasi defek

Tatanan atom

Analisis interfasa

Analisa elemental skala nanometer

Sinyal utama yang dapat ditangkap atau dihasilkan TEM

Komponen-komponen TEM

Vaccum Space (Ruang Vakum)Ruang vakum merupakan tempat dimana interaksi elektron terjadi, TEM standar mempunyai tekanan rendah, yaitu sekitar 10-4 Pa. Hal ini dimaksudkan untuk mengurangi perbedaan tegangan antara katoda dan ground, dan juga untuk mengurangi frekuensi tumbukan elektron dengan atom gas. TEM membutuhkan film yang harus diganti secara teratur tiap ada objek sehingga TEM dilengkapi dengan sistem pemompaan ganda dan airlocks.

Electron Gun Terbentuk dari beberapa komponen: filamen, rangkaian biasing, topi Wehnelt, dan anoda ekstraksi. Dengan menghubungkan filamen ke komponen power supply negatif, elektron dapat "dipompa" dari pistol elektron ke lempeng anoda, dan kolom TEM, sehingga menyelesaikan rangkaian. Pistol dirancang untuk membuat berkas elektron keluar dari perakitan di beberapa sudut tertentu, yang dikenal sebagai semiangle perbedaan pistol

Condensor Aperture dirancang untuk mengatur kecerahan atupun keteranggan dari gambar yang akan di hasilkan oleh Elektron yang ditembekan.

Specimen Stages dirancang untuk menempatkan specimen ayng akan di uji.

cv

Electron Lens dirancang untuk bertindak dengan cara meniru yang dari lensa optik, dengan memfokuskan sinar sejajar pada beberapa focal length konstan. Mayoritas lensa elektron untuk TEM menggunakan elektromagnetik kumparan untuk menghasilkan lensa cembung Untuk lensa ini bidang yang dihasilkan untuk lensa harus radial simetris, sebagai penyimpangan dari simetri radial lensa magnetik penyebab penyimpangan seperti astigmatisme , dan memburuk bola dan chromatic aberration

cv

Proses Terjadinya Gambar Pada TEM

1. Virtual Source di bagian atas mewakili gun elektron, menghasilkan elektron monokromatik.

2. Aliran electron difokuskan pada berkas yang kecil, tipis, koheren dengan menggunakan lensa kondensor 1 dan 2. Lensa 1 (biasanya dikontrol oleh tombol "spot size”) sangat menentukan ukuran dari besarnya aliran mengenai sampel. Lensa kedua (biasanya dikontrol tombol “intensitas/brightness”) sebenarnya mengubah ukuran spot pada sampel; mengubahnya dari tersebar luas tempat untuk sebuah balok menentukan.

3. Berkas dibatasi oleh aperture dari kondensor (biasanya dapat dipilih pengguna), merobohkan sudut tinggi elektron (yang jauh dari sumbu optik, garis putus-putus di tengah-tengah)

4. Berkas elektron menumbuk specimen. Lalu, bagian bagiannya ditransmisikan.

5. Bagian yang ditransmisikan difokuskan oleh lensa objektif menjadi sebuah gambar

6. Tujuan dan pilihan opsional logam Area apertur dapat membatasi sinar; Objective aperture meningkatkan kontras dengan menghalangi difraksi electron yang high angle, yang dipilih apertur memungkinkan pengguna untuk secara berkala memeriksa difraksi elektron oleh pengaturan memerintahkan atom dalam sampel

7. Gambar selanjutnya terus melalui intermediate dan lensa proyektor, yang diperbesar sepanjang jalan

8. Gambar gambar membentur layar fosfor dan cahaya yang dihasilkan, yang memungkinkan pemakai untuk melihat gambar. Daerah yang lebih gelap gambar mewakili wilayah yang oleh sampel yang lebih sedikit elektron yang ditularkan melalui (mereka lebih tebal atau padat). Area yang lebih terang gambar mewakili wilayah yang oleh sampel yang lebih elektron yang ditularkan melalui (mereka lebih tipis atau kurang padat)

Gambar Hasil Perbesarn Mesin TEM

Besi-tembaga-molybdenum paduan nikel (atas) dan sebuah film dari paduan yang sama berlapis dengan perak setiap 100 nanometer (bawah).

segmen dari nanotube karbon berdinding multi diisi

sebuah kapiler yang sobek dan eritrosit keluar

Penampang potongan melintang kulit sehat dari payudara. Lapisan paling atas adalah stratum corneum (merah), yang dibentuk oleh sel-sel mati. Pada lapisan dermis (pink) terdapat kapiler darah. Di bawah lapisan dermis adalah lapisan subkutan yang umumnya berisi lemak

Perbandingan TEM dan SEM

Sampel yang disiapkan sangat tipis sehingga elektron dapat menembusnya kemudian hasil dari tembusan elektron tersebut yang diolah menjadi gambar

Sampel tidak ditembus oleh elektron sehingga hanya pendaran hasil dari tumbukan elektron dengan sampel yang ditangkap oleh detektor dan diolah.

TEM

SEM

Kelebihan dan Kekurangan TEM

Kelebihan:• Mempermudah belajar detail-detail kecil dalam sel

atau bahan yang berbeda hingga ke tingkat atom • Resolusi seribu kali lebih baik dibandingkan dengan

mikroskop cahaya• Resolusi Superior 0.1~0.2 nm, lebih besar dari SEM

(1~3 nm)• Mampu mendapatkan informasi komposisi dan

kristalografi dari bahan uji dengan resolusi tinggi• Memungkinkan untuk mendapatkan berbagai signal

dari satu lokasi yang sama.

Kekurangan:• Bidang pandang relative kecil, meningkatkan

kemungkinan bahwa daerah dianalisis mungkin tidak menjadi ciri khas dari seluruh sampel

• Perlakuan awal dari sampel cukup rumit sampai bisa mendapatkan gambar yang baik

• Elektron dapat merusak atau meninggalkan jejak pada sampel yang diuji.