Selinata.ru

Коррозионный блог selinata.ru

Электронный микроскоп

Электро́нный микроско́п (ЭМ) — прибор, позволяющий получать изображение объектов с максимальным увеличением до 106 раз, благодаря использованию, в отличие от оптического микроскопа, вместо светового потока пучка электронов с энергиями 200 В ÷ 400  кэВ и более (например, просвечивающие электронные микроскопы высокого разрешения с ускоряющим напряжением 1 МВ). Разрешающая способность электронного микроскопа в 1000÷10000 раз превосходит разрешение светового микроскопа и для лучших современных приборов может быть меньше одного ангстрема. Для получения изображения в электронном микроскопе используются специальные магнитные линзы, управляющие движением электронов в колонне прибора при помощи магнитного поля.

Содержание

Виды электронных микроскопов

Просвечивающая микроскопия

Пучок электронов, пройдя через образец, формирует изображение на экране или пластинке.

Растровая(сканирующая) микроскопия

В основе лежит телевизионный принцип развертки тонкого пучка электронов по поверхности образца.

История создания электронного микроскопа

Появление электронного микроскопа стало возможным после ряда физических открытий конца XIX — начала XX века. Это открытие в 1897 году электрона (Дж. Томсон) и экспериментальное обнаружение в 1926 году волновых свойств электрона (К. Дэвиссон, Л. Джермер), подтверждающее выдвинутую в 1924 году де Бройлем гипотезу о корпускулярно-волновом дуализме всех видов материи. В 1926 году немецкий физик Г. Буш создал магнитную линзу, позволяющую фокусировать электронные лучи, что послужило предпосылкой для создания в 1930-х годах первого электронного микроскопа.

В 1931 году Р. Руденберг получил патент на просвечивающий электронный микроскоп, а в 1932 году М. Кнолль и Э. Руска построили первый прототип современного прибора. Эта работа Э. Руски в 1986 году была отмечена Нобелевской премией по физике, которую присудили ему и изобретателям сканирующего зондового микроскопа Герду Карлу Биннигу и Генриху Рореру. Использование просвечивающего электронного микроскопа для научных исследований было начато в конце 1930-х годов и тогда же появился первый коммерческий прибор, построенный фирмой Siemens.

В конце 1930-х — начале 1940-х годов появились первые растровые электронные микроскопы, формирующие изображение объекта при последовательном перемещении электронного зонда малого сечения по объекту. Массовое применение этих приборов в научных исследованиях началось в 1960-х годах, когда они достигли значительного технического совершенства.

В качестве самостоятельного раздела сформировалась электронная оптика.

Сферы применения электронных микроскопов

Полупроводники и хранение данных

  • Редактирование схем
  • Метрология 3D
  • Анализ дефектов
  • Анализ неисправностей

Биология и биологические науки

  • Криобиология
  • Локализация белков
  • Электронная томография
  • Клеточная томография
  • Крио-электронная микроскопия
  • Токсикология
  • Биологическое производство и мониторинг загрузки вирусов
  • Анализ частиц
  • Фармацевтический контроль качества
  • 3D изображения тканей
  • Вирусология
  • Стеклование

Научные исследования

  • Квалификация материалов
  • Подготовка материалов и образцов
  • Создание нанопрототипов
  • Нанометрология
  • Тестирование и снятие характеристик устройств
  • Исследования микроструктуры металлов

Промышленность

  • Создание изображений высокого разрешения
  • Снятие микрохарактеристик 2D и 3D
  • Макрообразцы для нанометрической метрологии
  • Обнаружение и снятие параметров частиц
  • Конструирование прямого пучка
  • Эксперименты с динамическими материалами
  • Подготовка образцов
  • Судебная экспертиза
  • Добыча и анализ полезных ископаемых
  • Химия/Нефтехимия

Основные мировые производители электронных микроскопов

  • Carl Zeiss NTS GmbH — Германия
  • Delong Group
  • FEI Company — США (слилась с Philips Electron Optics)
  • FOCUS GmbH — Германия
  • Hitachi — Япония
  • JEOL — Япония (Japan Electron Optics Laboratory)
  • KYKY — Китай
  • Nion Company — США
  • Tescan — Чехия
  • ОАО «SELMI» — Украина

См. также

Примечания

Источники

  • Большая советская энциклопедия

Ссылки

  • 15 лучших изображений 2011 года, сделанных электронными микроскопами Изображения на рекомендованном сайте являются произвольно раскрашенными, и имеют скорее артистическую, но не научную ценность (электронные микроскопы выдают черно-белые а не цветные изображения).

Электронный микроскоп.