مایکرۆسکۆپی ئەلیکترۆنی گواستنەوە

پێشەکی

مایکرۆسکۆپی ئەلیکترۆنی گواستنەوە (TEM)یەکێکە لە گرنگترین ڕێگاکان بۆ لێکۆڵینەوە لە ماددەکان، بەتایبەتی لە ئاستی نانۆدا، بەهۆی توانای ناوازەی بۆ وێنەگرتنی نانۆگەردیلەکان. شیکاری TEM ڕێگە دەدات بە لێکۆڵینەوە لە پێکهاتەی ورد، چاودێریکردنی نانۆگەردیلەکان و پشکنینی پێکهاتە ناوخۆییەکان وەک دروستبوونی ناوک-توێکڵ (Core-Shell) دەدات. لایەنێکی گرنگی شیکاری نانۆگەردیلەکان دیاریکردنی قەبارەیانە، و TEM ڕێگەیەکی کاریگەرە بۆ ئەمە، کە هەردوو زانیاری چۆنایەتی و چەندایەتی دابین دەکات.

پێناسە و بنەما

TEM جۆرێکە لە تەکنەلۆژیای وێنەگرتن کە پشت بە ئەلکترۆنەکان دەبەستێت کە لە ڕێگەی نموونەیەکی لێکۆڵینەوەوە دەگوازرێنەوە. ئەم ئەلکترۆنە گواستراوانە بنەمای دیزاینی مۆدێرن و TEMن. باشترین TEMەکانی ئەمڕۆ دەتوانن وێنە بە گەورەکردن لە نێوان 2,000x بۆ 50 ملیۆنx و ڕوونی تا 50 پیکۆمەتر بەرهەم بهێنن. ئەم مایکرۆسکۆپانە لە ئامرازە پێشەنگەکانن بۆ لێکۆڵینەوە لە پێکهاتە وردەکانی ماددە جۆراوجۆرەکان، بە تایبەت نانۆماددە.

تێگەیشتن لە کارکردنی TEMەکان پێویستی بە زانینی چۆنیەتی کارلێکی ئەلکترۆنە گواستراوەکان لەگەڵ نموونەیەکدا هەیە. جۆری ئەلکترۆنە کارلێککەرەکان و چۆنیەتی دیاریکردنیان دۆخی وێنەگرتن دیاری دەکات. TEM سێ پۆلی ئەلکترۆن لەخۆدەگرێت: ئەلکترۆنە پەرشوبڵاوەکان، ئەلکترۆنە پەرشوبڵاوەکانی گۆشەی نزم و ئەلکترۆنە پەرشوبڵاوەکانی گۆشە بەرز. ئامێری دۆزەرەوەی ئەلکترۆنی تەقلیدی لە TEM شاشەیەکی فۆسفۆڕسەنت بەکاردەهێنێت، کە لەکاتی کاریگەری ئەلکترۆنەکاندا ڕووناک دەبێتەوە، بە ڕووناکی ڕێژەیی لەگەڵ ژمارەی ئەلکترۆنەکان. کەمی ئەلکترۆنەکان دەبێتە هۆی تاریکی شاشەکە.

ئەلکترۆنە گواستراوەکان بەپێی گۆشەی لادانیان لە ئاراستەی سەرەتایی تیشکەوە پۆلێن دەکرێن. کەمتر لە 0.573° بە بێ پەرشوبڵاو دادەنرێت؛ لە نێوان 0.573° و 2.865° پەرشوبڵاوی گۆشەی نزمە؛ هەر شتێکی گەورەتر پەرشوبڵاوی گۆشە بەرزە. هەر پۆلێک دۆزەرەوەی تایبەتی هەیە: دۆزەرەوەی مەیدانی ڕووناک (BF) بۆ ئەلکترۆنە پەرشوبڵاوەکان، و دۆزەرەوەی مەیدانی تاریکی بازنەیی گۆشە بەرز (HAADF) بۆ ئەلکترۆنە گۆشە بەرزەکان.

لە TEMەکاندا، دەمانچەی ئەلکترۆنی لە سەرەوە دادەنرێت و باقی پێکهاتەکان بە درێژایی ڕێڕەوی تیشکی ئەلکترۆنی ڕێکدەخرێن- ئەم ڕێکخستنە پێی دەوترێت "ستوونی ئەلکترۆنی". TEM مۆدێرنەکان پێکهاتەی جۆراوجۆر و ئاڵۆزیان هەیە، کە گەورەکردنێکی زۆر بەرز و ڕوونی ئاستی ئەتۆمی چالاک دەکات.

لە کاتی کارکردندا دەبێت تەواوی ستوونەکە لە ژێر بۆشاییدا بێت، ئاستی بۆشایی بەپێی جۆری دەمانچەی ئەلیکترۆنی. بە شێوەیەکی گشتی تیشکی ئەلکترۆنی لە نێوان ٨٠ بۆ ٣٠٠ کیلۆڤۆڵت خێراتر دەبێت. بۆ ئەو نموونانەی کە لە توخمە هەستیارەکانی ڕووناکی یان تیشک پێکهاتوون، ڤۆڵتیەی ژێر 100 کیلۆڤۆڵت باشترە، هەرچەندە ئەمە درێژی شەپۆلی ئەلکترۆن زیاد دەکات و ڕەنگە کوالیتی وێنەکە کەم بکاتەوە.

عەدەسەی کۆندێنسەر تیرەی تیشکی ئەلکترۆنی تەسک دەکاتەوە و یارمەتی چڕکردنەوەی دەدات لەسەر نموونەکە. دەرچەی کۆندێنسەر بەشە بێ فۆکەسەکانی تیشکەکە لا دەبات. دوای کارلێککردن لەگەڵ نموونەکە و تێپەڕین بەناودا، تیشکەکە لەلایەن عەدەسەی ئامانجەوە دووبارە تەرکیز دەکرێتەوە بۆ ئەوەی وێنەیەکی سەرەتایی دروست بکات.

دواتر، دەرچەی ئامانج بەشێک لە ئەلکترۆنە گواستراوەکان بەپێی دۆخی وێنەگرتنی خوازراو دەپاڵێوێت. وێنەی گەورەکراوی کۆتایی بە عەدەسەی وێنەگرتن دروست دەبێت و دەنێردرێت بۆ ئامێری دۆزەرەوە، کە داتاکان دەگوازنەوە بۆ کۆمپیوتەرێک بۆ دروستکردنی وێنەی کۆتایی.

شێوازەکانی وێنەگرتنی TEM

کاتێک تێکەڵەیەک لە هەر سێ جۆری ئەلکترۆنەکە دەگاتە شاشەکە، لە ئەنجامدا وێنەیەکی کاڵ دروست دەبێت. ئاپەرچەری ئۆبژێکتیڤ یارمەتی جیاکردنەوەیان دەدات. بەگشتی وێنەگرتنی TEM بۆ دوو جۆری سەرەکی پۆلێن دەکرێت:

وێنەگرتنی مەیدانی ڕووناک (BF): کاتێک کە دەرچەی ئامانج ئەلکترۆنە پەرشوبڵاوەکان بلۆک دەکات، پاشبنەمایەکی ڕووناک دەردەکەوێت. ئەو ناوچانەی لە نموونەکەدا کە ئەلکترۆنە پەرشوبڵاوەکان وەک پەڵەی تاریک دەردەکەون بەهۆی بلۆککردنی ئەلکترۆنە پەرشوبڵاوەکان- ئەمانە زۆرجار ناوچەی ئەستوورتر یان چڕترن.

وێنەگرتنی مەیدانی تاریک (DF): کاتێک کە دەرچەی ئامانج ئەلکترۆنە پەرشوبڵاوەکان بلۆک دەکات و ڕێگە بە پەرشوبڵاوەکانی گۆشەی نزم دەدات تێپەڕن، وێنەی دەرەنجامی پاشبنەمایەکی تاریکی هەیە. ناوچە پەرشوبڵاوەکان ڕووناک دەردەکەون. ئەمەش بە وێنەگرتنی مەیدانی تاریک ناسراوە.

ئەم شێوازانە یارمەتی شیکردنەوەی پێکهاتەی ناوەوەی نموونەکە دەدەن لە ڕێگەی هەڵسوکەوتی کارلێکی ئەلکترۆنی.

سوودەکانی TEM

TEM بۆ توێژینەوە و پەرەپێدان لە زۆرێک لە بوارەکاندا زۆر گرنگە، تێڕوانینەکان دەدات کە کەرەستە و پرۆسەکان بەرز دەکەنەوە.

وێنەگرتنی وردبینی زۆر بەرز لە ئاستی ئەتۆمیدا، کە شیکاری پێکهاتەیی نانۆ چالاک دەکات.

توانای شیکردنەوەی پێکهاتەی کیمیایی بە بەکارهێنانی تەکنیکە یەکگرتووەکانی وەک EDS (Energy Dispersive Spectroscopy).

زانیاری ورد لەسەر پێکهاتەی بلوری و دابەشبوونی فەزایی کەموکوڕیەکان.

چاودێریکردنی گۆڕانکارییەکان لە کاتی پرۆسەی جۆراوجۆردا لە کاتی ڕاستەقینەدا، ئاشکراکردنی جووڵە و ڕەفتاری وردبینی.

ئایدیاڵە بۆ لێکۆڵینەوە لە نانۆماددە بەهۆی تواناکانی وردبینی بەرز.

دەتوانێت چاودێری پرۆسەی داینامیکی وەک کارلێکە کیمیاییەکان یان گۆڕانکارییە فیزیاییەکان بکات.

یارمەتی دیاریکردن و تێگەیشتن لە کەموکوڕیەکانی وەک درز و شێواندن و کاریگەرییان لەسەر تایبەتمەندییەکان دەدات.

شیکاری کارلێکەکانی نێوان ماددە جیاوازەکان لە ئاستی ئەتۆمیدا چالاک دەکات.

جۆرەکانی نموونەی گونجاو بۆ پێوانەکردن

دەتوانرێت شیکاری TEM لەسەر هەموو جۆرەکانی پاودەر، گیراوە، هەڵپەسێردراو، پۆلیمر و نموونەی بایۆلۆجی ئەنجام بدرێت.

مەرجەکانی پێوانەکردن

لە کاتی پێشکەشکردنی نموونەدا ئەمانەی خوارەوە لەبەرچاو بگرە:

1. کەمترین کێشی نموونە: بەلایەنی کەمەوە 5 میلیگرام بۆ هەر نموونەیەک.

2. توێنەرەوەی پەرشوبڵاو: ئەگەر ماددەی پەرشوبڵاو ئاو یان ئیتانۆل نەبوو، 5 مل لە توێنەرەوەی بەکارهێنراو دابین بکە.

3. کەمترین قەبارەی تەنۆلکەی بینراو: نزیکەی 5 نانۆمەتر.

4. جۆرەکانی وێنەگرتن: ستانداردی TEM تەنها بۆ وێنەگرتنە. بۆ شێوازەکانی پەرشوبڵاوی یان شیکارییەکانی تر، HR-TEM پێویستە.

5. نموونەی بایۆلۆجی: پێویستی بە ئامادەکاری تایبەت هەیە بە بەکارهێنانی ئۆڵترامایکرۆتۆم بۆ بەدەستهێنانی پارچەی پێوانەکراو.

لێکدانەوەی ئەنجامەکان

1. وێنەی ڕوون: ئاماژەیە بۆ ئەوەی نموونەکە ئەوەندە تەنکە کە ئەلکترۆنەکان تێپەڕن، ئەمەش پێکهاتەی وردی ناوەوە ئاشکرا دەکات.

2. کۆنتراست: بەندە بە چڕی ئەتۆمی- ناوچە چڕەکان تاریکتر دەردەکەون؛ کەمتر چڕ، سووکتر.

3. شیکاری نانۆڕەهەند: TEM دەتوانێت بە وردی قەبارە و شێوەی نانۆگەردیلەکان دیاری بکات، ئەمەش یارمەتیدەرە لە هەڵسەنگاندنی تایبەتمەندییەکان.

4. ناسینەوەی قۆناغ: ڕەنگە وێنەکان قۆناغی جیاواز ئاشکرا بکەن؛ گۆڕانکارییە پێکهاتەییەکان یارمەتیدەرن لە ناسینەوەیان.

5. پەرشوبڵاوی ئەلکترۆنی ناوچەی هەڵبژێردراو (SAED): زانیاری پێکهاتەی کریستاڵۆگرافی دەدات، ئاراستەکانی بلوری دەناسێتەوە.

6. پێکهاتەی کیمیایی: بە بەکارهێنانی EDX دەتوانرێت توخمەکان و چڕییەکانیان بپێورێت.

7. شیکاری پێکهاتەیی: TEM دەتوانێت ڕێکخستنی ئەتۆمی، کەموکوڕیەکانی بلوری و پیسیەکان دەستنیشان بکات- کلیلی تێگەیشتن لە تایبەتمەندییە فیزیایی و کیمیاییەکان.

گرنگە شیکارکار زانیاری تەواوی هەبێت لەسەر چۆنیەتی لێکدانەوەی ئەنجامەکان و مامەڵەکردن لەگەڵ هەر گۆڕانکارییەک یان لادانێک کە لەوانەیە سەرهەڵبدات. زانیاری بەنرخی تر کە دەتوانێت ببێتە هۆی پێشکەوتن لە توێژینەوە و پەرەپێدان دەتوانرێت لە ڕیی پەیوەندیکردن لەگەڵ پسپۆڕانی سەنتەری فۆتۆن دەستەبەر بکرێت.