電子顕微鏡（EM）は、その卓越した空間分解能で知られる強力なイメージング技術です。 これは、従来の顕微鏡の理論上の最大分解能を数桁上回り、研究者がナノ・スケールの構造を精査し、サンプルの化学組成を前例のない精度で分解できるようにします。 ただし、標準のEMシステムは、通常、高分子構造の経時変化を監視するのには適していません。 そのために、研究者は時間分解電子顕微鏡を採用しなければなりません。
SEMとTEMの簡単な紹介
時間分解電子顕微鏡の基本を掘り下げる前に、EMの基本的な動作原理を概説することは価値があります。
従来の顕微鏡法では、可視光を使用して、理論上の最大値である1000倍まで物体/表面を拡大します。 この解像限界と呼ばれるものは、可視光の波長によってもたらされるものです。 電子は、人間の目で検出できる光よりもはるかに短い波長を持っています。 実際、電子ビームを使用して、前例のない200,000倍までの物体を、並外れた化学的特異性で拡大することができます。
EMには、主に2つのタイプがあります。走査型電子顕微鏡（SEM）と透過型電子顕微鏡（TEM）です。 これらはサンプルの照射方法が異なりますが、それぞれが同じ基本的な装置を使用して、対象の物体に向けられる集束電子ビームを生成します。 これらは、SEMが一連のデフレクター・コイルを使用してビーム経路を変更し、サンプルをラスター・スキャンするのに対し、TEMは蛍光スクリーンを使用して投影画像を生成するという点で異なります。 これらの各システムは、連続波（CW）電子ビームを使用する傾向があり、関連する時間データを提供できません。
時間分解能のファクタリング
従来のSEMまたはTEMを使用して多くの重要なダイナミクスと構造を調査できますが、より厳しいタイム・スケールでシステムを分析することが重要な場合がよくあります。 時間分解電子顕微鏡法は、研究者が空間データを超高速の時間分解能と相関させる必要がある場合に使用されます。 このソリューションは、特に超高速パルス波（PW）レーザー・システムの分野におけるレーザー技術の比較的最近の進歩の直接の結果として開発されました。 超短パルスと高い繰返し率を備えたフェムト秒レーザー技術は、この分野の主要なソリューションです。
時間分解電子顕微鏡システムの動作の基本原理は、これらの電子ビーム・パルスの長さによって決定される特定の間隔で迅速なスナップ・ショットをキャプチャする短い電子パルスでサンプルを照射することを含みます。 ほとんどの時間分解電子顕微鏡電子ビームは、フェムト秒領域に近づくパルスを特徴としており、高い空間分解能と時間分解能の両方で、サンプルの組成、ダイナミクス、および構造に関する詳細な洞察を提供します。
時間分解電子顕微鏡ソリューション
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