TEMjärjestelmien

TEM-järjestelmät ovat läpäisyelektronimikroskopian (TEM) instrumenttipaketteja, joiden avulla voidaan kuvata ja analysoida materiaaleja nanometrin mittakaavassa. Ne muodostavat kokonaisuuden, johon sisältyy elektroniputki, kolonna ja siihen liittyvät elektromagneettiset linssit sekä rajoittimet, näytteen kiinnitys- ja siirtosysteemit sekä kuvantamis- ja datankeruujärjestelmät. Lisäksi järjestelmä sisältää usein näytteen pidon kontrolloituja olosuhteita sekä käyttölaitteen hallinta- ja analytiikkasoftan.

Perusvaihtoehdot ja analytiikka. TEM-muodossa voidaan saada korkearesoluutioisia kuvia sekä diffraktiotietoja näytteestä. STEMissä (scanning TEM) skannataan tarkennettu elektronisäde ja tarjotaan esimerkiksi korkean rasterin kuviin liittyviä analyysimahdollisuuksia. Analyyttisina menetelminä ovat yleisiä EDS (energian dispersiivinen X-ray-spektroskopia) sekä EELS (electron energy loss spectroscopy), joiden avulla saadaan koostumustietoa ja elektronirakenteen käsityksiä. Diffraction-tilat mahdollistavat kristallirakenteen orientaation ja virityksen tutkimisen.

Ominaisuudet ja suorituskyky. TEM-järjestelmät vaativat korkeaa vakuumia ja voimakasta sähköiskua kestävää rakennetta. Sen keston ja suorituskyvyn kannalta tärkeää ovat korkea jännite (yleensä 60–300 kV) sekä mahdollisuudet korrekoida aberraatioita, mikä parantaa resoluutiota. Modernit järjestelmät tukevat sekä perinteisiä että in-situ -mittauksia, kuten lämmitys- tai mekaanisia kuormituksia näytteisiin.

Käyttökohteet ja kehityssuuntaukset. TEM-ohjelmistoja käytetään laajasti materiaalitieteissä, metallurgiassa, nanoteknologian sekä biotieteiden sovelluksissa. Trendejä ovat aberration-normeeraus, cryo-TEM sekä in-situ-tutkimukset, joissa näytteet sidotaan tapahtumiin reaaliajassa.

Ylläpito ja turvallisuus. Järjestelmät vaativat säännöllistä ylläpitoa, kuten lähteen ja kolonnan linssien säätöä sekä vakuumlukujen ja imujärjestelmien tarkastusta. Suurennus ja korkea jännite tuovat turvallisuusriskin, joten asianmukainen suojelu ja varotoimet ovat olennaisia.