098 3

Elektrony wykorzystywane do tworzenia obrazu posiadają długość fali znacznie mniejszą od odległości międzyatomowych w kryształach,stąd struktura atomowa materii jest trójwymiarową siatką dyfrakcyjną dla wiązki elekronów. Dyfrakcja elektronów na preparacie musi być więc także nośnikiem informacji o kontraście obrazów mikroskopowych oraz samodzielnym lub zależnym źródłem informacji krystalograficznych i strukturalnych. 0 ile w mikroskopie optycznym kontrast określają głównie różnice w absorbcji światła padającego lub warunki jego odbicia, to w transmisyjnym mikroskopie elektronowym o uzyskanym kontraście szczegółów obrazu decyduje dyfrakcja elektronów. W tym przypadku istotne znaczenie posiada wyeliminowanie znacznej części elektronów ugiętych na preparacie przez przesłonę obiektywu ( o małym otworze ) umieszczoną bezpośrednio pod obszarem badanym. Tak uzyskany kontrast obrazu nazywany jest dyfrakcyjnym gdyż wyraża on lokalne różnice w natężeniu wiązki przechodzącej przez preparat - nieugiętej lub ugiętej wybranej do utworzenia obrazu ( rys.11.4 ). Natężenia wiązki przechodzącej są bardzo silnie zależne od stuktury badanego materiału, jego orientacji i lokalnej grubości.

W przypadku badania materiałów amorficznych ( bezpostaciowych ) występuje silne rozpraszanie wiązki elektronów przechodzących przez taki preparat, w związku z czym tego rozdzaju kontrast występujący w obserwowanym obrazie nazywany jest kontrastem rozproszeniowym lub masowym. Dla preparatów cechujących się takim kontrastem, między innymi również dla replik, zmiana orientacji nie wywiera istotnego wpływu na kontrast obrazu.

Bardzo ważną i istotną cechą transmisyjnego mikroskopu elektronowego jest obok obserwacji strukturalnych możliwość wykonywania dyfrakcji elektronowych z wybranych, niekiedy bardzo małych obszarów preparatu. Wykonanie dyfrakcji elektronowej jest możliwe dzięki prostej i łatwej regulacji ogniskowych soczewek elektromagnetycznych mikroskopu.Po usunięciu przesłony obiektywu obraz dyfrakcyjny tworzony jest w tylnej płaszczyźnie ogniskowej soczewki obiektywu, a wiązka przechodząca skupiona jest na osi optycznej mikroskopu w ognisku soczewki (rys.11.5.)•

Rys.11.4. Schemat odwzorowania kryształu w mikroskopie

elektronowym przez wiązkę przechodzącą ( nieugiętą )

Wszystkie zogniskowane wiązki leżą więc w jednej płaszczyźnie. Odpowiednio dobrana regulacja prądowa następnych soczewek pozwala, po zogniskowaniu wiązki w płaszczyźnie ekranu, powiększyć rozmiar dyfrakcji i przenieść na ekran obraz punktów z tylnej płaszczyzny ogniska obiektywu, jako odwzorowanie rozkładu natężeh wiązek ugiętych i wiązki przechodzącej.

Obraz dyfrakcyjny wybranego miejsca preparatu uzyskuje się przez ograniczenie obszaru dyfrakcji do pola wybranego przesłoną selekcyjną, leżącą w płaszczyźnie obrazowej obiektywu. Po usunięciu przesłony obiektywu i zogniskowaniu wiązki na ekranie uzyskuje się obraz dyfrakcyjny, który jest zbiorem refleksów od wiązek ugiętych na płaszczyznach ( h k 1 ) kryształu, dla warunków spełniających prawo Bragga. Dla pojedynczych kryształów obraz dyfrakcji występuje jako zbiór uporządkowanych refleksów przynależnych do jednego pasa krystalograficznego. Taką dyfrakcję można scharakteryzować za pomocą zbioru punktów, do których poprowadzono od refleksu wiązki nieugiętej (000) co hajmniej dwa wektory niezależe i jeden wektor zależny, to jest:

^F1 ' ^F2    ^{oraz F}3 = ^Fl^{+ F}2‘

189