Просвечивающий электронный микроскоп | это... Что такое Просвечивающий электронный микроскоп? (original) (raw)

Просвечивающий (трансмиссионный) электронный микроскоп (ПЭМ) — это устройство, в котором изображение от ультратонкого образца (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, фотоплёнке или сенсорном приборе с зарядовой связью (ПЗС-матрице). Первый ПЭМ создан немецкими инженерами-электронщиками Максом Кноллем и Эрнстом Руской 9 марта 1931 года. Первый практический просвечивающий (трансмиссионный) электронный микроскоп был построен Альбертом Пребусом и Дж. Хиллиером в университете Торонто (Канада) в 1938 году на основе принципов, открытых ранее Кноллем и Руской. Эрнсту Руске за его открытие в 1986 году присуждена Нобелевская премия по физике.

Основы

Первый практический ПЭМ, на экспозиции в немецком музее в Мюнхене, Германия

Теоретически максимально возможное разрешение в оптическом микроскопе ограничено длиной волны фотонов, используемых для освещения образца и угловой апертурой оптической системы (так называемый барьер Аббе (англ.)).

$d=\frac{\lambda}{2n \sin\alpha} \approx \frac{\lambda}{2\,\textrm{NA}}$

В начале XX века ученые обсуждали вопрос преодоления ограничений относительно большой длины волны видимого света (длины волн 400—700 нанометров) путём использования электронов. Электроны эмиттируются в электронном микроскопе посредством термоэлектронной эмиссии из нити накаливания (вольфрамовая проволока или монокристалл гексаборида лантана), либо посредством полевой эмиссии. Затем электроны ускоряются высокой разностью потенциалов и фокусируются на образце электромагнитными (или реже — электростатическими) линзами. Прошедший через образец луч содержит информацию об электронной плотности, фазе и периодичности; которые используются при формировании изображения.

Компоненты

ПЭМ состоит из нескольких компонентов:

вакуумная система;
источник электронов (электронный прожектор, электронная пушка) для генерирования электронного потока;
источник высокого напряжения для ускорения электронов;
набор электромагнитных линз и электростатических пластин для управления и контроля электронного луча;
экран, на который проецируется увеличенное электронное изображение (постепенно выходит из употребления, заменяясь детекторами цифрового изображения)

См. также

Литература

Я. С. Уманский, Ю. А. Скаков, А. Н. Иванов, Л. Н. Расторгуев. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. — М.: Металлургия, 1982, 632 с.
Д. Синдо. Т. Оикава. Аналитическая просвечивающая электронная микроскопия. — М.: Техносфера, 2006, 256 с. ISBN 5-94836-064-4.

Ссылки

Нанотехнология
Смежные науки	Наноионика • Нанохимия • Наномедицина • Квантовая нанотехнология • Нанофлюидика • Супрамолекулярная химия • Нанобиотехнология
Персоналии	Эрик Дрекслер • Норио Танигути
Термины	Наночастица • Органические наночастицы
Технологии	Наноассемблер • Нанопокрытия • Наноробот • Нанокомпьютер • Наномотор • Сканирующий зондовый микроскоп • Особенность-ориентированное сканирование • Принц-технология
Прочее	Нанообщество • Нанотехнологии в России • Серая слизь • Нанопанк • Машины создания: Грядущая эра нанотехнологии