TEM-EELS minangka alat sing apik kanggo ndeleng atom. TEM-EELS dipérang dadi rong piranti, TEM lan EELS. Ayo sinau babagan saben prinsip.


Saiki, kita nganggep manawa kabeh zat digawe saka atom, nanging malah 150 taun kepungkur, wong-wong ragu apa atom pancen ana. Ing kasunyatan, bukti ora langsung kanggo orane atom wis akumulasi ing jumlah gedhe ing wektu iku. Nanging, alesan kenapa para ilmuwan ora bisa ngilangi keraguan kasebut mung amarga durung nate ndeleng atom sadurunge. Bab sing paling cilik sing bisa dideleng para ilmuwan kanthi kaca pembesar ing wektu iku yaiku bakteri, nanging kanggo ndeleng atom, sampeyan kudu nggedhekake atusan ewu kaping luwih. Alamiah, ilmuwan ora bisa gampang nampa orane zat absurdly cilik. Lan dheweke kepengin ngonfirmasi anane atom kanthi mripate dhewe.

Dadi, apa faktor penentu sing ndadékaké para ilmuwan ngonfirmasi anané atom? Kaca pembesar sing luwih apik sing langsung nuduhake anane atom yaiku EM (mikroskop elektron). EM bisa dipérang dadi sawetara jinis gumantung saka mekanisme operasi. Antarane wong-wong mau, sing narik kawigaten kanggo resolusi paling dhuwur yaiku TEM-EELS (Transmission Electron Microscope-Electron Energy Loss Spectroscopy). Minangka jeneng tabet, TEM-EELS dipérang dadi rong peralatan, TEM lan EELS.

TEM minangka peralatan sing nggambarake elektron menyang obyek sing bakal dianalisis lan banjur nganalisa lintasan elektron sing dibiasake. Atom-atom sing mbentuk sawijining obyek dipérang dadi inti sing muatané positif lan elektron sing muatané négatif. Dadi, nalika elektron sing dipancarake saka peralatan TEM ngliwati interior obyek, dheweke nampa gaya menarik saka inti atom lan gaya tolak saka elektron ing sakubenge inti atom. Yen elektron liwat cedhak inti atom, lintasan proyeksi elektron dibiasake dening daya tarik nuklir. Defleksi elektron kasebut diarani hamburan elastis. Ing sisih liya, elektron sing diproyeksikan bisa dibelokake dening elektron liya ing saubengé nukleus kanthi jarak saka inti. Amarga èlèktron ing saubengé inti atom nyebar sacara wiyar ing antariksa, defleksi sing signifikan dumadi amarga tolakan antara èlèktron nalika rong èlèktron nyedhaki cukup kanggo tabrakan. Nalika elektron sing digambarake nyedhaki cedhak banget karo elektron ing sakubenge inti atom, elektron sing diproyeksikan bakal mumbul menyang arah liya kanthi gaya tolak sing kuat. Refraksi sing disebabake dening mekanisme iki diarani hamburan inelastis. Biasane, tingkat defleksi elektron amarga hamburan elastis luwih gedhe tinimbang hamburan inelastis. Mula, TEM bisa ndeleng lintasan elektron sing dibiasake lan ngerteni apa asale saka hamburan elastis (inti atom) utawa hamburan inelastis (elektron). TEM bola-bali ngirim elektron ing arah lan kacepetan sing padha menyang macem-macem titik obyek lan nyathet ing ngendi inti atom dumunung lan ing ngendi elektron dumunung. Nggabungake data kasebut ngidini kita ngerti carane atom disusun ing saindhenging obyek.

Nanging, ana siji masalah karo cara ing ndhuwur. Contone, ayo nganggep yen elektron diproyeksikan nggunakake TEM ngubengi inti atom kanthi muatan positif cilik. Amarga ukuran muatan positif cilik, gaya tarik antarane inti atom lan elektron sing diluncurake suda, saengga derajat sing dibelokake elektron uga dadi luwih lemah. Nalika fénoména iki saya elek, TEM dadi ora bisa mbedakake apa elektron refracted banget asalé saka hamburan elastis utawa hamburan inelastis. Dadi, para ilmuwan uga dilengkapi TEM karo piranti sing diarani EELS. EELS minangka piranti sing nyathet energi elektron nalika TEM nyathet lintasan elektron sing dikirim. Kaya sing wis kasebut sadurunge, nalika elektron sing diproyeksikan ngalami panyebaran elastis, arahe mung owah amarga daya tarik inti atom. Nanging, nalika èlèktron ngalami panyebaran sing ora elastis, èlèktron kasebut nyedhak cukup cedhak kanggo tabrakan karo èlèktron ing saubengé nukleus lan mumbul, saéngga kacepetan èlèktron mundhak drastis. Mulane, sanajan scattering elastis lan scattering inelastic refract elektron sing digambarake nganti padha, kanthi nemtokake energi elektron kanthi EELS, bisa nemtokake manawa panyebaran elektron kasebut dibiasake. Contone, yen elektron ditemokake ing lintasan tartamtu kanthi kacepetan utawa energi kinetik sing gedhe banget nganti elektron sing kasebar kanthi elastis ora bisa diduweni, bisa ditemtokake manawa elektron iki dibiasake amarga panyebaran inelastis.

TEM-EELS, sing dadi kaca pembesar kanggo para ilmuwan modern liwat mekanisme ing ndhuwur, digunakake sajrone riset. Kanggo nggedhekake sifat fisik lan kimia piranti sing digunakake ing masyarakat modern, eksperimen tingkat atom penting. Iku cukup rumit lan angel kanggo konfirmasi susunan atom utawa jinis materi nggunakake cara ora langsung liyane tanpa TEM-EELS. Contone, proses produksi semikonduktor sing saiki dikomersialake ing Korea nggunakake unit level 10nm, lan 10nm mung ngemot 100 atom. Sanajan mung salah siji saka 100 atom iki salah panggonan, semikonduktor ora bisa mlaku kanthi bener. Sampeyan ora bisa malah konfirmasi apa ana soko salah karo semikonduktor tanpa langsung ndeleng struktur atom. Pentinge kaca pembesar kinerja dhuwur sing diarani TEM-EELS maneh ditekanake.