Til hovedinnhold

TEM

TEM

Transmisjonselektronmikroskop (TEM). Foto: SINEF / Werner Juvik

I transmisjonselektronmikroskopi sendes en høy energi-elektronstråle (60-300 kV) gjennom en tynn prøve (mindre enn 100 nm tynn). Elektronene blir spredt elastisk (mister ingen energi) og uelastisk, og gir oss informasjon om atom- og elektronisk struktur, partikler, korngrenser, defekter og overflatestrukturer, samt kjemiske elementer.

Høyoppløselig TEM (HRTEM)
Denne avbildningsteknikken gir atomoppløsning for krystallinske materialer. Fra HRTEM-bilder kan du få informasjon om den krystallinske strukturen, defekter, korngrenser, partikkelform / struktur / fordeling, og du kan kartlegge spenninger i prøven.

Skanning TEM (STEM)
Å observere prøven i STEM-modus, gir deg bilder av prøven din fra flere detektorer i forskjellige spredningsvinkler. Dette betyr at elektroner som er spredt for det meste elastisk (fremover spredt), for lette elementer eller tynne områder vil bli detektert med en lysfeltdetektor. Mens elektroner som blir spredt av tunge elementer vil bli spredt lenger ut, på den høy-vinklede ringformede mørkfeltdetektoren (HAADF). Dette er det vi kaller z-kontrastbilder. Bildens kontrast er avhengig av atomnummeret til elementene i prøven. Denne teknikken bruker en fin probe som skanner overflaten på prøven. Dette vil gi deg veldig lokal informasjon i hver piksel. Å kombinere dette EELS kan gi deg et EELS spektrum i hver piksel, EELS-spektrumbilde, en kubet databoks.

Elektrondiffraksjon (ED)
Når elektroner spres elastisk gjennom prøven, dannes elektrondiffraksjonsmønstre i det bakre fokal planet til objektivlinsen i mikroskopet, ED gir informasjon om den krystallinske strukturen og symmetrien av atompakningen. Det kan også gi informasjon om foretrukne krystallografiske orienteringer og defekter.

Energidispersiv røntgenspektroskopi (EDS)
Når elektronene er spredt uelastisk av prøven, kan elektronstrålen eksitere kjerneelektroner til ikke-okkuperte tilstander. Når de faller tilbake til sin opprinnelige posisjon, sender de ut en røntgen. Denne røntgen kan da bli oppdaget og er karakteristisk for det aktuelle elementet. Disse røntgenstrålene kan brukes til å kartlegge elementene som er tilstede i prøven på atomskala. Denne teknikken fungerer best med tyngre elementer.

Elektrontapsspektroskopi (EELS)
Vi kan måle mengden energi som elektronene har mistet når de passerer gjennom prøven. Disse energitapene er, som med EDS, karakteristisk for det aktuelle elementet, og kan sammenlignes med toppene i XPS (LINK). I EELS spektra er det en stor mengde informasjon som kan trekkes ut. Noen av disse er informasjon om kjemisk sammensetning, overflate og bulk plasmoner, størrelse på båndgap, fin struktur, koordinering, bindende energi, oksidasjonstilstand og magnetiske egenskaper.