Prensip optik ak dimansyon aplikasyon mikwoskòp elèktron
Yon mikwoskòp elèktron se yon enstriman ki itilize reyon elèktron ak lantiy elèktron olye pou yo travès limyè ak lantiy optik pou imajine estrikti amann sibstans ki sou yo nan agrandisman trè wo ki baze sou prensip optik elèktron.
Pouvwa rezolisyon yon mikwoskòp elèktron reprezante pa distans minimòm ant de pwen adjasan ke li ka rezoud. Nan ane 1970 yo, rezolisyon mikwoskòp elèktron transmisyon an te apeprè 0.3 nanomèt (rezolisyon je imen an se apeprè 0.1 mm). Koulye a, agrandisman maksimòm mikwoskòp elèktron a depase 3 milyon fwa, ak agrandisman maksimòm mikwoskòp optik la se apeprè 2000 fwa, kidonk atòm kèk metal lou ak lasi atomik byen ranje nan kristal la ka dirèkteman obsève atravè mikwoskòp elèktron. .
An 1931, Knorr-Bremse ak Ruska nan Almay te refit yon osiloskop wo-vòltaj ak yon sous elèktron dechaj katod frèt ak twa lantiy elèktron, epi li te jwenn yon imaj agrandi plis pase dis fwa, ki konfime posibilite pou imaj mikwoskòp elèktron agrandi. An 1932, apre amelyorasyon Ruska a, rezolisyon mikwoskòp elèktron la te rive nan 50 nanomèt, ki te apeprè dis fwa rezolisyon mikwoskòp optik la nan moman sa a, kidonk mikwoskòp elèktron la te kòmanse resevwa atansyon moun.
Nan ane 194 0 yo, Hill nan peyi Etazini te itilize yon astigmatizer pou konpanse asimetri wotasyon lantiy elèktron la, ki te fè yon nouvo zouti nan pouvwa rezolisyon mikwoskòp elèktron la epi piti piti rive nan nivo modèn. Nan Lachin, yon mikwoskòp elèktron transmisyon ak yon rezolisyon 3 nanomèt te devlope avèk siksè an 1958, ak yon gwo mikwoskòp elèktron ak yon rezolisyon nan 0.3 nanomèt te fabrike an 1979. Malgre ke pouvwa a rezoud nan mikwoskòp elèktron se byen lwen pi bon pase mikwoskòp optik la, li difisil pou obsève òganis vivan yo paske mikwoskòp elèktron a bezwen travay nan kondisyon vakyòm, ak iradyasyon gwo bout bwa a elèktron pral lakòz tou echantiyon byolojik yo domaje pa radyasyon. Lòt pwoblèm, tankou amelyorasyon nan klète zam elèktron ak bon jan kalite lantiy elèktron, yo toujou ap etidye. Pouvwa rezoud se yon endèks enpòtan nan mikwoskòp elèktron, ki gen rapò ak ang kòn ensidan an ak longèdonn gwo bout bwa elèktron ki pase nan echantiyon an. Longèdonn limyè vizib la se apeprè 300-700 nanomèt, pandan y ap longèdonn gwo bout bwa elèktron ki gen rapò ak vòltaj akselere a. Lè vòltaj akselere a se 50-100 kV, longèdonn gwo bout bwa elèktron se apeprè 0.0053-0.0037 nanomèt. Depi longèdonn gwo bout bwa elèktron an pi piti anpil pase longèdonn limyè vizib la, menm si ang kòn gwo bout bwa elèktron se sèlman 1 pousan nan mikwoskòp optik la, pouvwa rezolisyon mikwoskòp elèktron la toujou pi wo pase sa. nan mikwoskòp optik la. Mikwoskòp elèktron konsiste de twa pati: barik lantiy, sistèm vakyòm ak kabinè pouvwa. Barik lantiy la sitou gen ladan zam elèktron, lantiy elèktron, moun ki gen echantiyon, ekran fliyoresan, ak mekanis kamera. Konpozan sa yo anjeneral reyini nan yon kolòn soti anwo jouk anba; se sistèm nan vakyòm ki konpoze de ponp vakyòm mekanik, ponp difizyon, ak tiyo vakyòm. Tiyo gaz la konekte ak barik lantiy la; kabinè pouvwa a konpoze de yon dèlko vòltaj segondè, yon estabilize aktyèl eksitasyon ak divès kalite inite kontwòl ajisteman.
Lantiy elèktron se eleman ki pi enpòtan nan barik mikwoskòp elèktron. Li itilize yon espas jaden elektrik oswa chan mayetik simetrik aks barik lantiy la pou pliye trajectoire elèktron nan aks la pou fòme yon konsantrasyon, epi fonksyon li sanble ak yon lantiy konvèks vè pou konsantre gwo bout bwa a. yo rele yon lantiy elektwonik. Pifò mikwoskòp elèktron modèn sèvi ak lantiy elektwomayetik, ki konsantre elektwon atravè yon gwo jaden mayetik ki te pwodwi pa yon trè estab DC eksitasyon aktyèl pase nan yon bobin ak moso poto.
Se zam elèktron ki konpoze de tengstèn cho katod, kadriyaj ak katod.
moso. Li ka emèt ak fòme reyon elèktron ak vitès inifòm, kidonk estabilite vòltaj la akselere oblije pa mwens pase yon dimilyèm.
Mikwoskòp elektwonik yo ka divize an mikwoskòp elèktron transmisyon selon estrikti yo ak itilizasyon yo.
Mikwoskòp, Mikwoskòp Elektwon Scanning, ak Mikwoskòp Elektwon Emisyon, elatriye. Mikwoskòp elèktron transmisyon yo souvan itilize pou obsève estrikti materyèl amann ki pa ka rezoud pa mikwoskòp òdinè; mikwoskòp elèktron optik yo sitou itilize pou obsève mòfoloji sifas solid, epi yo ka konbine tou ak difractomètr X-ray oswa espektwomèt enèji elektwon pou fòme mikrosond elektwonik pou analiz konpozisyon materyèl; mikwoskòp elèktron emisyon pou etid sifas elèktron pwòp tèt ou.
Mikwoskòp elèktron transmisyon an te rele apre gwo bout bwa a elèktron penetre echantiyon an epi agrandi imaj la ak yon lantiy elèktron. Chemen optik li sanble ak yon mikwoskòp optik. Nan kalite sa a nan mikwoskòp elèktron, se kontras nan detay imaj ki kreye pa gaye nan gwo bout bwa a elèktron pa atòm yo nan echantiyon an. Pati nan echantiyon an ki pi mens oswa mwens dans yo gen mwens gaye nan gwo bout bwa a elèktron, se konsa ke plis elektwon pase nan dyafram nan objektif yo patisipe nan D la ak parèt pi klere nan imaj la. Kontrèman, pi epè oswa pi dans pati nan echantiyon an parèt pi fonse nan imaj la. Si echantiyon an twò epè oswa twò dans, kontras imaj la pral deteryore, oswa menm domaje oswa detwi lè w absòbe enèji gwo bout bwa a elèktron.
Tèt la nan barik lantiy mikwoskòp elèktron transmisyon an se zam elèktron, ak elektwon yo emèt pa katod cho tengstèn la, ak gwo bout bwa elèktron konsantre pa lantiy kondansateur premye ak dezyèm lan. Apre yo fin pase nan echantiyon an, gwo bout bwa elèktron la imajine sou glas entèmedyè a pa lantiy objektif la, ak Lè sa a, elaji etap pa etap pa glas la entèmedyè ak glas pwojeksyon, ak Lè sa a, imaj sou ekran an fliyoresan oswa plak la fotokoeran.
Agrandisman nan glas entèmedyè a ka kontinyèlman chanje soti nan dè dizèn de fwa a dè santèn de milye de fwa sitou atravè ajisteman nan aktyèl la eksitasyon; chanje longè fokal nan glas entèmedyè a ka jwenn yon imaj mikwoskopik elèktron sou yon ti pati nan menm echantiyon an.
ak imaj difraksyon elèktron. Pou kapab etidye pi epè echantiyon metal yo, laboratwa elèktron optik nan Dulos, Lafrans te devlope yon mikwoskòp elektwon ultra-wo vòltaj ak yon vòltaj akselere nan 3500 kV.
Gwo bout bwa elèktron nan mikwoskòp elektwon optik la pa pase nan echantiyon an, men sèlman analize ak eksite elektwon segondè sou sifas echantiyon an. Kristal scintillation mete akote echantiyon an resevwa elektwon segondè sa yo, anplifye ak modil entansite gwo bout bwa elèktron nan tib foto a, kidonk chanje klète sou ekran an fliyoresan tib foto. Bobin devyasyon kineskòp la kontinye analize synchronously ak gwo bout bwa elèktron sou sifas echantiyon an, pou ekran fliyoresan kinescope a montre imaj topografik echantiyon sifas la, ki sanble ak prensip k ap travay nan yon televizyon endistriyèl.
Se rezolisyon an nan yon mikwoskòp elektwon optik prensipalman detèmine pa dyamèt la nan gwo bout bwa a elèktron sou sifas echantiyon an. Agrandisman an se rapò anplitid la optik sou tib la foto ak anplitid la optik sou echantiyon an, ki ka kontinyèlman chanje soti nan dè dizèn de fwa a dè santèn de milye de fwa. Mikwoskospi elektwonik eskane pa mande pou echantiyon trè mens; imaj la gen yon gwo efè ki genyen twa dimansyon; li ka sèvi ak enfòmasyon tankou elektwon segondè, elektwon absòbe, ak radyografi ki te pwodwi pa entèraksyon ki genyen ant reyon elektwon ak sibstans ki sou yo analize konpozisyon an nan sibstans ki sou.
Zam elèktron ak lantiy kondansateur nan yon mikwoskòp elektwon optik yo apeprè menm jan ak sa yo ki nan yon mikwoskòp elèktron transmisyon, men yo nan lòd yo fè gwo bout bwa a elektwon pi mens, yo ajoute yon lantiy objektif ak yon astigmatizer anba lantiy kondansasyon an, ak de ansanm nan. travès optik mityèlman pèpandikilè yo enstale andedan lantiy objektif la. bobin. Chanm echantiyon ki anba lantiy objektif la ekipe ak yon etap echantiyon ki ka deplase, vire ak panche.
