TEM, o Microscopía electrónica de transmisión (también a veces microscopía electrónica de transmisión convencional o CTEM) es una técnica de microscopía en la que un haz de electrones se transmite a través de una muestra para formar una imagen. El espécimen es más a menudo una sección ultradelgada de menos de 100 nm de espesor o una suspensión en una rejilla. Una imagen se forma a partir de la interacción de los electrones con la muestra a medida que el haz se transmite a través de la muestra. A continuación, la imagen se magnifica y se centra en un dispositivo de imagen, como una pantalla fluorescente, una capa de película fotográfica o un sensor como un dispositivo acoplado a la carga.
Un microscopio electrónico de transmisión es capaz de tomar imágenes a una resolución significativamente mayor que los microscopios de luz, debido a la longitud de onda de Broglie más pequeña de los electrones. Esto permite que el instrumento capture detalles finos, incluso tan pequeños como una sola columna de átomos, que es miles de veces más pequeño que un objeto resuelta visto en un microscopio de luz. La microscopía electrónica de transmisión es un método analítico importante en las ciencias física, química y biológica. Los TEM encuentran aplicación en la investigación del cáncer, la virología y la ciencia de los materiales, así como en la contaminación, la nanotecnología y la investigación de semiconductores.
A aumentos más bajos, el contraste de imagen TEM se debe a la absorción diferencial de electrones por el material debido a las diferencias en la composición o el grosor del material. En aumentos más altos, las interacciones de onda complejas modulan la intensidad de la imagen, lo que requiere un análisis experto de las imágenes observadas. Los modos alternativos de uso permiten que el TEM observe modulaciones en identidad química, orientación cristalina, estructura electrónica y cambio de fase de electrones inducido por muestra, así como la imagen basada en absorción regular.
La imagen de mayor aumento jamás obtenida recientemente utilizando un microscopio electrónico de transmisión. La imagen revela los átomos en una hoja auto-soportada bidimensional de un semiconductor, y tiene una resolución de 0.39 sngstr-ms; para la comparación, la mayoría de los átomos tienen alrededor de 2-4 o de diámetro. La técnica eventualmente podría permitir que los materiales 2D sean examinados con una precisión sin precedentes, proporcionando una visión de esta floreciente clase de compuestos útiles. También podría conducir al desarrollo de un método que puede crear imágenes de átomos individuales en objetos 3D.
Microscopio electrónico de transmisión (TEM),es un tipo de microscopio electrónico que tiene tres sistemas esenciales:
- una pistola de electrones, que produce el haz de electrones, y el sistema de condensador, que enfoca el haz en el objeto
- el sistema de producción de imágenes, que consiste en la lente objetivo, la etapa de la muestra móvil y las lentes intermedias y de proyector, que enfocan los electrones que pasan a través de la muestra para formar una imagen real y altamente magnificada
- el sistema de grabación de imágenes, que convierte la imagen de electrones en alguna forma perceptible para el ojo humano. El sistema de grabación de imágenes generalmente consiste en una pantalla fluorescente para ver y enfocar la imagen y una cámara digital para registros permanentes. Además, se requiere un sistema de vacío, que consta de bombas y sus medidores y válvulas asociados, y fuentes de alimentación.
Para generar la imagen, un método llamado citografía en el que la radiación —en este caso, los electrones— se pasa a través de una muestra para producir muchos patrones de difracción 2D. El principio básico de la técnica fue propuesto hace casi 50 años por el físico Walter Hoppe, quien razonó que debería haber suficiente información en los datos de difracción para trabajar hacia atrás para producir una imagen del objeto difractador. Sin embargo, pasaron muchos años antes de que se desarrollaran algoritmos informáticos que pudieran hacer este cálculo inverso de forma fácil y fiable. Las imágenes producidas por métodos ptychográficos se generan utilizando un ordenador a partir de una gran cantidad de datos de dispersión indirecta.
Tal vez el mensaje de llevar a casa de esta obra no es tanto la resolución de registros, o sus aplicaciones a materiales 2D, pero el hecho de que proporcionará una manera de tomar imágenes con precisión de la unión 3D de cada átomo individual en un volumen sólido de materia, mientras que el uso de un flujo mínimo de electrones dañinos.
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