透過型電子顕微鏡（TEM）

TEMとは

TEM（Transmission Electron Microscopy、透過型電子顕微鏡）は、高解像度で試料の内部構造を観察するための技術です。電子ビームを試料に透過させ、その透過電子を検出することで試料の内部構造を高解像度で観察する装置です。TEMは、波長が非常に短い電子を利用することで、光学顕微鏡をはるかに超える解像度を実現します。例えば、材料の結晶構造やナノ粒子の内部、細胞の内部構造の詳細などを観察することができます。

TEMの測定原理
• TEMは、電子銃で生成した高エネルギーの電子ビームを試料に透過させます。この電子ビームは、磁場や電場を利用して試料に集束されます。
• 電子ビームが試料を透過する際、試料の内部構造と相互作用を起こします。この相互作用によって、透過した電子の一部が散乱され、残りが検出器に到達します。
• 透過電子は、試料の内部構造のコントラストを形成し、高解像度の画像を生成します。
• 散乱された電子は、試料の密度や厚みの違いに基づいてコントラストを形成します。

TEMの利点と限界

TEMには、いくつかの利点と限界があります。

利点
• 非常に高い解像度：原子レベルの観察が可能です。
• 内部構造の詳細な観察：試料の内部構造や組織の詳細を観察できます。
• 多様な応用範囲：金属、半導体、生物試料など、さまざまな試料に適用可能です。
限界
• 試料の厚さ制限：非常に薄い試料（通常100nm以下）が必要です。
• 試料の真空環境：試料は真空中で観察されるため、水分を含む試料や生物試料の前処理が必要です。
• 高コスト：装置の導入や維持費用が高額です。