Cos'è un microscopio TEM

Il microscopio elettronico a trasmissione (TEM) funziona come un microscopio ottico ma usa elettroni. I microscopi ottici sono limitati nell'ingrandimento perché usano la luce come mezzo. Poiché i TEM usano elettroni, che hanno lunghezza d'onda inferiore, raggiungono risoluzioni molto superiori. I TEM sono strumenti per ricerca medica e biologica, ma anche estremamente utili per la nanotecnologia perché visualizzano informazioni strutturali inferiori al nanometro.

Scopo

In topografia, i TEM osservano le caratteristiche superficiali degli oggetti e la loro relazione con le proprietà del campione. In morfologia, analizzano forma e dimensioni delle particelle e la loro relazione con proprietà materiali come resistenza e reattività. I TEM controllano anche la composizione del campione e studiano punto di fusione e durezza. Infine, ottengono informazioni cristallografiche: disposizione degli atomi in relazione a conduttività e proprietà elettriche.

Storia

L'Accademia Reale Svedese delle Scienze assegnò il Nobel per la Fisica 1986 a Ernst Ruska per l'ottica elettronica, e a Gerd Binning e Heinrich Rohrer per il microscopio a effetto tunnel. Ruska progettò anche il primo microscopio elettronico. Il microscopio elettronico fece progredire biologia, medicina e nanotecnologia.

Funzionamento

Un TEM può ingrandire un campione fino a 50 milioni di volte. Componenti aggiuntivi danno la capacità di studiare struttura cristallina, elettronica e chimica. I TEM hanno filtri energetici, spettrometri a dispersione di energia X, spettrometri a perdita di energia elettronica e sistemi di registrazione digitale. Possono avere tecnologia olografica per migliorare la risoluzione del mapping chimico.

Utilizzo

Quando un TEM è in uso, una sorgente luminosa in alto emette elettroni. Questi viaggiano nel vuoto al centro della colonna del microscopio. Le lenti elettromagnetiche del TEM focalizzano gli elettroni in un fascio sottile che attraversa il campione. Gli elettroni dispersi per la densità del campione finiscono in basso, passando attraverso uno schermo fluorescente. L'oscurità delle immagini corrisponde alla densità del campione.

Svantaggi

Anche se i TEM sono potenti, il campione può essere difficile da preparare. I campioni devono essere "trasparenti agli elettroni", cioè sottilissimi affinché gli elettroni li attraversino. La preparazione è lunga e difficile, con rischio di danneggiare il campione. Per campioni biologici, c'è dibattito sull'accuratezza per possibile danneggiamento da bombardamento elettronico.