透過型電子顕微鏡入門
透過型電子顕微鏡（略して TEM）では、光学顕微鏡でははっきりと見ることができない 0.2 um 未満の微細構造を見ることができます。これらの構造は、サブミクロ構造または超微細構造と呼ばれます。これらの構造をはっきりと見るには、顕微鏡の解像度を向上させるために、より短い波長の光源を選択する必要があります。
導入
電子顕微鏡と光学顕微鏡の結像原理は基本的に同じですが、前者は電子ビームを光源として使用し、電磁場をレンズとして使用するという違いがあります。また、電子ビームの透過力が弱いため、電子顕微鏡で使用する標本は約 50nm の厚さの超薄切片にする必要があります。このようなスライスは、超薄切片切片作成装置で作成する必要があります。電子顕微鏡の倍率は最大で 100 万倍近くまで上がり、照明システム、結像システム、真空システム、記録システム、電源システムの 5 つの部分で構成され、さらに細分化すると、主要部分の電子レンズと結像記録システム、真空中に置かれた電子銃、集光ミラー、物体室、対物レンズ、回折ミラー、中間ミラー、投影ミラー、蛍光スクリーン、カメラになります。
電子顕微鏡は、電子を使用して物体の内部または表面を視覚化する顕微鏡です。高速電子の波長は可視光の波長よりも短く（波動粒子二重性）、顕微鏡の解像度は使用する波長によって制限されるため、電子顕微鏡の理論上の解像度（約 0.1 ナノメートル）は光学顕微鏡の解像度（約 200 ナノメートル）よりもはるかに高くなります。
透過型電子顕微鏡（Transmissionelectronmicroscope、略してTEM）、または略して透過型電子顕微鏡[1]は、加速され凝集した電子ビームを非常に薄いサンプルに投影し、電子がサンプル内の原子と衝突して方向を変え、立体角散乱を引き起こします。散乱角の大きさはサンプルの密度と厚さに関係しているため、異なる明暗の画像が形成され、拡大および焦点合わせ後に画像デバイス（蛍光体スクリーン、フィルム、光結合アセンブリなど）に表示されます。
電子の非常に短いド・ブロイ波長により、透過型電子顕微鏡の解像度は光学顕微鏡よりもはるかに高く、{0}}.1～0.2 nmに達し、倍率は数万～数百万倍になります。その結果、透過型電子顕微鏡を使用すると、サンプルの微細構造、または光学顕微鏡で観察できる最小構造の数万倍小さい原子の単一列の構造さえも観察できます。TEMは、がん研究、ウイルス学、材料科学、ナノテクノロジー、半導体研究など、中性物理学と生物学に関連する多くの科学分野で重要な分析方法です。
低倍率では、TEM 画像のコントラストは主に、材料の厚さと組成の違いによって電子の吸収が変わることに起因します。倍率が高い場合、複雑な変動効果によって画像の明るさに違いが生じるため、結果の画像を分析するには専門知識が必要です。TEM のさまざまなモードを使用することで、サンプルの化学的特性、結晶方位、電子構造、サンプルによって生じる電子位相シフト、およびサンプルの通常の電子吸収によってサンプルを分析できます。
通常のサンプルへの電子の吸収も同様に起こります。
最初の TEM は 1931 年にマックス・クノールとエルンスト・ルスカによって開発されました。この研究グループは 1933 年に可視光を超える解像度を持つ最初の TEM を開発し、最初の商用 TEM は 1939 年に開発されました。
