ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپی آپریٹنگ خصوصیات
تعارف
الیکٹران مائکروسکوپ اور آپٹیکل مائکروسکوپ کے امیجنگ اصول بنیادی طور پر ایک جیسے ہیں، فرق یہ ہے کہ سابق الیکٹران بیم کو روشنی کے منبع کے طور پر اور برقی مقناطیسی فیلڈ کو عینک کے طور پر استعمال کرتا ہے۔ اس کے علاوہ، چونکہ الیکٹران بیم کی گھسنے والی طاقت بہت کمزور ہے، اس لیے الیکٹران مائکروسکوپ کے لیے استعمال ہونے والے نمونے کو تقریباً 50nm کی موٹائی کے ساتھ انتہائی پتلے حصے میں بنایا جانا چاہیے۔ اس سلائس کو الٹرا مائیکروٹوم کے ساتھ بنانے کی ضرورت ہے۔ الیکٹران خوردبین کی میگنیفیکیشن تقریباً ایک ملین گنا تک پہنچ سکتی ہے۔ یہ پانچ حصوں پر مشتمل ہے: الیومینیشن سسٹم، امیجنگ سسٹم، ویکیوم سسٹم، ریکارڈنگ سسٹم، اور پاور سپلائی سسٹم۔ اگر اسے ذیلی تقسیم کیا گیا ہے: اہم حصہ الیکٹرانک لینس اور امیجنگ ریکارڈنگ سسٹم ہے۔ الیکٹران گنز، کنڈینسر آئینے، نمونے کے چیمبرز، آبجیکٹیو لینز، ڈفریکشن آئینے، انٹرمیڈیٹ آئینے، پروجیکشن آئینے، فلوروسینٹ اسکرینز اور ویکیوم میں کیمرے۔
الیکٹران مائکروسکوپ ایک خوردبین ہے جو کسی چیز کے اندرونی یا سطح کو ظاہر کرنے کے لئے الیکٹران کا استعمال کرتی ہے۔ تیز رفتار الیکٹرانوں کی طول موج نظر آنے والی روشنی سے کم ہوتی ہے (ویو پارٹیکل ڈوئلٹی)، اور خوردبین کی ریزولیوشن اس کے استعمال کردہ طول موج سے محدود ہوتی ہے۔ لہذا، الیکٹران خوردبین کی نظریاتی ریزولیوشن (تقریباً 0.1 نینو میٹر) آپٹیکل مائکروسکوپ سے بہت زیادہ ہے۔ شرح (تقریبا 200 این ایم)۔
ٹرانسمیشن الیکٹران مائیکروسکوپ (مختصر طور پر ٹی ای ایم)، جسے ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپ کہا جاتا ہے [1]، تیز رفتار اور مرتکز الیکٹران بیم کو ایک انتہائی پتلے نمونے پر پیش کرنا ہے، اور الیکٹران سمت کو تبدیل کرنے کے لیے نمونے میں موجود ایٹموں سے ٹکراتے ہیں، اس طرح۔ ٹھوس زاویہ بکھرنے کی پیداوار. . بکھرنے والے زاویہ کا سائز نمونے کی کثافت اور موٹائی سے متعلق ہے، لہذا مختلف چمک اور تاریکی والی تصاویر بنائی جا سکتی ہیں، اور تصاویر امیجنگ ڈیوائسز (جیسے فلوروسینٹ اسکرینز، فلمیں، اور فوٹو سینسیٹو کپلنگ اجزاء) پر دکھائی جائیں گی۔ زوم ان اور فوکس کرنے کے بعد۔
الیکٹران کی انتہائی مختصر ڈی بروگلی طول موج کی وجہ سے، ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپ کی ریزولیوشن آپٹیکل مائکروسکوپ سے بہت زیادہ ہے، جو کہ 0 1-0.2nm تک پہنچ سکتی ہے، اور میگنیفیکیشن یہ ہے دسیوں ہزار سے لاکھوں بار۔ لہذا، ٹرانسمیشن الیکٹران مائیکروسکوپی کا استعمال نمونوں کی باریک ساخت کا مشاہدہ کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے، یہاں تک کہ ایٹموں کے صرف ایک کالم کی ساخت، جو کہ نظری مائیکروسکوپی کے ذریعے دیکھی جانے والی چھوٹی ساخت سے دسیوں ہزار گنا چھوٹا ہے۔ TEM طبیعیات اور حیاتیات سے متعلق بہت سے سائنسی شعبوں میں ایک اہم تجزیاتی طریقہ ہے، جیسے کینسر کی تحقیق، وائرولوجی، میٹریل سائنس، نیز نینو ٹیکنالوجی، سیمی کنڈکٹر ریسرچ وغیرہ۔
کم میگنیفیکیشن پر، TEM امیجنگ میں تضاد بنیادی طور پر مواد کی مختلف موٹائی اور ساخت کی وجہ سے الیکٹران کے مختلف جذب کی وجہ سے ہوتا ہے۔ جب میگنیفیکیشن ملٹیپل زیادہ ہوتا ہے تو، پیچیدہ اتار چڑھاو تصویر کی چمک میں فرق پیدا کرے گا، اس لیے حاصل کردہ تصویر کا تجزیہ کرنے کے لیے پیشہ ورانہ علم کی ضرورت ہوتی ہے۔ TEM کے مختلف طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے، نمونے کی اس کی کیمیائی خصوصیات، کرسٹاللوگرافک واقفیت، الیکٹرانک ڈھانچہ، نمونے کے ذریعے الیکٹرانک فیز شفٹ، اور عام طور پر الیکٹرانوں کے جذب کے ذریعے تصویر بنانا ممکن ہے۔
پہلا TEM میکس کنور اور ارنسٹ روسکا نے 1931 میں تیار کیا تھا، اس تحقیقی گروپ نے 1933 میں نظر آنے والی روشنی سے باہر ایک ریزولوشن کے ساتھ پہلا TEM تیار کیا، اور 1939 میں پہلی تجارتی TEM کی کامیابی۔
بڑا TEM
بڑے پیمانے پر ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپ (روایتی TEM) عام طور پر 80-300kV الیکٹران بیم ایکسلریشن وولٹیج کا استعمال کرتے ہیں۔ مختلف ماڈلز مختلف الیکٹران بیم ایکسلریشن وولٹیجز کے مساوی ہیں۔ ریزولوشن کا تعلق الیکٹران بیم ایکسلریشن وولٹیج سے ہے، جو 0۔{3}}.1nm تک پہنچ سکتا ہے۔ اعلی کے آخر میں ماڈل جوہری سطح کی تمیز حاصل کر سکتے ہیں.
کم وولٹیج TEM
الیکٹران بیم ایکسلریشن وولٹیج (5kV) کم وولٹیج چھوٹے TEM (Low-voltage electron microscope, LVEM) میں استعمال ہونے والے بڑے TEM سے بہت کم ہے۔ ایک کم تیز رفتار وولٹیج الیکٹران بیم اور نمونے کے درمیان تعامل کی طاقت کو بڑھا دے گا، اس طرح تصویر کے تضاد اور تضاد کو بہتر بنائے گا، خاص طور پر نمونے جیسے پولیمر اور حیاتیات کے لیے موزوں ہے۔ ایک ہی وقت میں، کم وولٹیج ٹرانسمیشن الیکٹران خوردبین نمونے کو کم نقصان کا سبب بنے گی۔
ریزولوشن بڑے الیکٹران مائکروسکوپ سے کم ہے، 1-2nm۔ کم وولٹیج کی وجہ سے، TEM، SEM اور STEM کو ایک ڈیوائس میں ملایا جا سکتا ہے۔
Cryo-EM
کریو مائیکروسکوپی عام طور پر عام ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپ پر نمونے کو منجمد کرنے والے آلات سے لیس ہوتی ہے تاکہ نمونے کو مائع نائٹروجن (77K) کے درجہ حرارت پر ٹھنڈا کیا جا سکے، جس کا استعمال درجہ حرارت سے متعلق حساس نمونوں جیسے پروٹین اور حیاتیاتی ٹکڑوں کا مشاہدہ کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ نمونے کو منجمد کرنے سے، نمونے کو الیکٹران بیم کے نقصان کو کم کیا جا سکتا ہے، نمونے کی اخترتی کو کم کیا جا سکتا ہے، اور زیادہ حقیقت پسندانہ نمونہ کی شکل حاصل کی جا سکتی ہے۔
