Poikkileikkeiden TEM-analyysi

Poikkileike-TEM:issä käytetään normaalia läpäisyelektronimikroskooppia, mutta kuvat on otettu kuvattavien materiaalien poikkileikkauksista.

Läpäisyelektronimikroskooppi (TEM) käyttää korkean energian elektronisuihkua korkean resoluution kuvien muodostamiseen. TEM tuottaa erittäin yksityiskohtaisia ​​kuvia alle 100 nm paksuisten näytteiden sisärakenteista. Poikkileikkaus TEMiä käytetään laajalti materiaalitieteessä, solubiologiassa ja nanoteknologiassa sellaisten materiaalien sisäisten rakenteiden kuvaamiseen, jotka ovat muuten liian suuria TEM-analyysiin.

Jos näytteen sisärakenteesta halutaan tietoa, TEM:issä näytteen paksuus voi olla enintään 100 nm. Joskus haluttu kuvantamisalue on näytteen sisällä esimerkiksi ohutkalvomateriaalien kerrosten välistä rajaa tutkittaessa. Tällaisissa tapauksissa näytteitä täytyy käsitellä ennen niiden kuvantamista. TEM-poikkileikkausnäytteen valmistuksessa on kolme päämenetelmää.

Parhaat poikkileikkeet valmistetaan kohdennetulla ionisuihkulla (FIB). Kohdennettu ionisuihku on monesti pyyhkäisyelektronimikroskooppiin (SEM) yhdistetty ionileikkausmenetelmä, joka käyttää tarkkaa korkean energian ionisuihkua poikkileikkausnäytteen jyrsimiseksi suuremmasta objektista. FIB käyttää kaksoisionisuihkua alkuperäisen näytteen leikkaamiseen. Leikattu kappale poistetaan kannattimella ja asennetaan ohennusta varten. Näyte ohennetaan ionisuihkulla vastaamaan näytevaatimuksia. Menetelmää voidaan käyttää monissa tapauksissa, esimerkiksi ohutkalvopinnoitteen paksuuden ja yhtenäisyyden määrityksissä.

Toinen menetelmä tehdä poikkileikkeitä TEMille on mikrotomi. Mikrotomi on yksinkertainen laite, joka höylää terän avulla näytteestä 30 – 100 nm paksuisia lastuja. Terät on valmistettu lasista, teräksestä tai timantista. Mikrotomia voidaan käyttää näytteiden preparointiin pehmeistä materiaaleista, kuten luista, mineraaleista ja polymeerimateriaaleista, kuten muovista. Joskus näytteet valetaan epoksiin ennen mikrotomikäsittelyä.

Kolmas menetelmä poikkileikkeen valmistamiseksi TEM-kuvausta varten on käyttää pienessä kulmassa näytettä ohentavaa hiontalaitetta. Hiontalaitteen etuna on, että näytteistä voidaan tehdä kerralla suurempia, jolloin niistä voidaan kuvata suurempi alue kerralla. Hionnalla näytteen ohentaminen ei kuitenkaan ole yhtä tarkkaa kuin mikrotomilla tai FIBillä.