Вопрос 18

Много лет в физике господствовала теория, согласно которой свет – это электромагнитная волн. После работ Планка (тепловое излучения), Эйнштейна (фото эффект) стало очевидным, что свет обладает корпускулярными свойствами. Необходимо рассматривать свет как поток частиц – фотонов. Фотон – элементарная частица, движущаяся со скоростью света, обладающая волновыми свойствами, и имеющая энергию. Логично считать, что и другие частицы – электроны и нейтроны также обладают волновыми свойствами.

Дифракция электронов — процесс рассеяния электронов на совокупности частиц вещества, при котором электрон проявляет свойства, аналогичные свойствам волны. При выполнении некоторых условий, пропуская пучок электронов через материал можно зафиксировать дифракционную картину, соответствующую структуре материала. Способностью дифрагировать обладают и другие частицы, как заряженные (протоны, ионы), так и нейтральные (нейтроны, атомы, молекулы).

Электронный микроскоп (ЭМ) — прибор, позволяющий получать изображение объектов с максимальным увеличением до 10⁶ раз, благодаря использованию вместо светового потока пучка электронов с энергиями 30÷200 кЭв

и более. Разрешающая способность электронного микроскопа в 1000÷10000 раз превосходит разрешение светового микроскопа и для лучших современных приборов может составлять несколько ангстрем. Для получения изображения в электронном микроскопе используются специальные магнитные линзы, управляющие движением электронов в колонне прибора при помощи магнитного поля. В электронном микроскопе носителем информации об образе являются электроны, а их источником – подогреваемый катод. Ускорение электрона и образования пучка осуществляется фокусирующим электродом и анодом – системой, называемой электронной пушкой. Формирование потока электронов происходит под воздействием электрического поля. Эти системы называют электронными линзами.

Виды электронной микроскопии.

Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ) — это установка, в которой изображение от ультратонкого объекта (толщиной порядка 0,1 мкм) формируется в результате взаимодействия пучка электронов с веществом образца с последующим увеличением магнитными линзами (объектив) и регистрацией на флуоресцентном экране.

Растровый электронный микроскоп (РЭМ) — прибор, основанный на принципе взаимодействия электронного пучка с веществом, предназначенный для получения изображения поверхности объекта с высоким пространственным разрешением (несколько нанометров), а также о составе, строении и некоторых других свойствах приповерхностных слоёв.

Сканирующий туннельный микроскоп (СТМ) — вариант сканирующего зондового микроскопа, предназначенный для измерения рельефа проводящих поверхностей с высоким пространственным разрешением.

Сферы применения электронных микроскопов:

Полупроводники и хранение данных:

Редактирование схем; Метрология 3D; Анализ дефектов;

Биология и биологические науки; Криобиология, Локализация белков, Электронная томография

Клеточная томография, Биологическое производство и мониторинг загрузки вирусов

Фармацевтический контроль качества, Вирусология

Промышленность: Создание изображений высокого разрешение, Судебная экспертиза, Добыча и анализ полезных ископаемых, Химия/Нефтехимия.

Дата добавления: 2014-12-16