Авиационно инженерство Административно право Административно право Беларус Алгебра Архитектура Безопасност на живота Въведение в професията „психолог” Въведение в икономиката на културата Висша математика Геология Геоморфология Хидрология и хидрометрия Хидросистеми и хидравлични машини Културология Медицина Психология икономика дескриптивна геометрия Основи на икономически т Oria професионална безопасност Пожарна тактика процеси и структури на мисълта, Професионална психология Психология Психология на управлението на съвременната фундаментални и приложни изследвания в апаратура социалната психология социални и философски проблеми Социология Статистика теоретичните основи на компютъра автоматично управление теория на вероятностите транспорт Закон Turoperator Наказателно право Наказателно-процесуалния управление модерна производствена Физика Физични феномени Философски хладилни инсталации и екология Икономика История на икономиката Основи на икономиката Икономика на предприятията Икономическа история Икономическа теория Икономически анализ Развитие на икономиката на ЕС Спешни ситуации ВКонтакте Однокласници Моят свят Facebook LiveJournal Instagram
border=0

Практическо приложение на електронната микроскопия

<== предишна статия | следващата статия ==>

Произходът на електронната микроскопия е свързан със създаването на електронно-лъчева тръба (CRT) в края на 19-ти век. В първия осцилографски CRT (K. F. Brown, 1897), електронният лъч се отклонява от магнитно поле. Отклонението на заредените частици от електростатично поле заедно с магнитното поле се използва от английския физик Дж. Дж. Томсън в експерименти за определяне на съотношението на електронния заряд към масата му, преминавайки лъч между плочите на плоския кондензатор, поставен вътре в CRT.

През 1899 г. не е така. физик I.E.Wiechert прилага магнитно поле на намотка с ток за фокусиране на електронния лъч в CRT. Но едва през 1926 г. немският учен X. Буш теоретично разглежда движението на заредените частици в магнитното поле на такава намотка и показва, че той е подходящ за получаване на правилни електронно-оптични образи и следователно е електронна леща (EL).

В отговор на това откритие се появи идеята за електронен микроскоп и два екипа, Макс Нол и Ернст Руска от Берлинския технически университет и Ернст Бръш от лабораторията на ЕАГ, се опитаха да реализират тази идея на практика. През 1932 г. Knoll и Ruska създават първия трансмисионен електронен микроскоп.

След като се преместил в германската радиотелефонна компания Telefunken, за да проведе изследвания върху телевизорите с катодна тръба, Макс Нол разработи електронен анализатор на тръби или „анализатор на електронни лъчи“, който симулира всички необходими характеристики на сканиращ електронен микроскоп: пробата беше поставена от едната страна на запечатана стъклена тръба, а електронният пистолет с друг. Електроните ускоряват от 500 до 4000 волта, фокусирани върху повърхността на пробата, а системата от бобини осигурява тяхното отклонение. Лъчът сканира повърхността на пробата със скорост 50 образа в секунда и измерването на тока, преминаващ през пробата, дава възможност да се реконструира изображението на неговата повърхност. Първото устройство, използващо този принцип, е създадено през 1935 година.

През 1938 г. немският специалист Манфред фон Арденни построи първия сканиращ електронен микроскоп . Но това устройство все още не изглеждаше като модерна SEM, тъй като можеха да се разглеждат само много тънки проби. Това е по-скоро като сканиращ трансмисионен електронен микроскоп (SPEM или STEM) - Von Ardenne, всъщност, е добавил сканираща система към трансмисионния електронен микроскоп. В допълнение към записа на изображението на кинескопа, устройството е внедрена система за фоторегистрация на филма, разположен върху въртящ се барабан. Електронният лъч с диаметър 0.01 μm сканира повърхността на пробата и предаваните електрони осветяват филма, който се движи синхронно с електронния лъч.

През 1942 г. руският физик и инженер Владимир Зворикин, който тогава е работил в лабораторията на Американската радио корпорация в Принстън, публикува подробности за първия сканиращ електронен микроскоп , който позволява да се анализира не само тънък образец срещу светлината, но и повърхността. масивна проба. Електронна пушка с волфрамов катод излъчва електрони, които след това се ускоряват с напрежение от 10 киловолта. Електронната оптика на апарата е съставена от три електростатични намотки и отклоняващите намотки са поставени между първата и втората лещи.
Тази първа SEM достигна резолюция от около 50 нанометра. Но по това време трансмисионната електронна микроскопия бързо се развиваше, на фона на която SEM изглеждаше по-малко интересен инструмент, който влияеше на скоростта на развитие на този тип микроскопия.

В края на 40-те години Чарлз Отли, председател на конференцията на дизайнерския отдел на Университета в Кеймбридж във Великобритания, се интересува от електронната оптика и решава да обяви програма за сканиране на електронен микроскоп в допълнение към работата по трансмисионния електронен микроскоп под ръководството на Алис Козлет. Един от учениците (Кен Сандер) започва работа по колона за SEM, използвайки електростатични лещи, но е принудена да прекъсне работата си година по-късно поради болест. Работата през 1948 г. е възобновена от Денис Макмилан. Той и Charles Otley построиха първия си SEM (SEM1 или сканиращ електронен микроскоп 1), а през 1952 г. този инструмент достигна разделителна способност от 50 нанометра и, най-важното, осигури триизмерен ефект на възпроизвеждане на модела на пробата - характерна черта на всички съвременни SEM.

През 1960 г., Томас Еверхарт и Ричард Торнли, изобретявайки нов детектор ("детектор Евърхарт-Торнли"), ускориха разработването на сканиращ електронен микроскоп. Този детектор, изключително ефективен за събиране както на вторични, така и на отразени електрони, става много популярен и сега се намира на много SEM.

Работата, извършена в Университета в Кеймбридж от групата на Charles Otle през 60-те години, допринася значително за развитието на SEM, а през 1965 г. Cambridge Instrument Co. произвежда първия търговски сканиращ електронен микроскоп - Stereoscan.

Паралелно с изследването на електронните лъчи беше проведено изследване на йонните лъчи, което доведе до създаването на йонна оптика (IO). Няма съществена разлика между ЕО и МО. Движението на електрони и йони в полето се описва със същите уравнения. Но за използване в технологията е много важно електроните да се получават по-лесно, а тяхното отклонение и фокусиране, дължащо се на по-малката им маса, може да се осъществи чрез по-слаби и по-малко разширени магнитни полета, отколкото в случая на йони с една и съща енергия. В допълнение, разпределението на електроните е по-лесно да се визуализира на флуоресцентен екран. Всичко това доведе до широкото използване на електронно-лъчеви устройства. Развитието на IO до голяма степен е свързано със създаването на мас-спектрометри и ускорители на заредени частици.

<== предишна статия | следващата статия ==>





Вижте също:

НГР метод - спектроскопия

Приложение на свръхпроводниците в измервателната техника

Сензори и микроактуатори, базирани на MEMS технологии

Физически основи на твърдотелна наноелектроника

Понятията за нискотемпературна и високотемпературна свръхпроводимост

Физическа основа за изграждане на измервателни уреди, използващи колебания на осцилатора

Принципи на изграждане на биосензори

въведение

Концепциите на класическата и квантовата системи

Устройство и принцип на действие на биологичен неврон

Устройство и принцип на работа на атомно-енергиен микроскоп

MEMS захранвания за преносими устройства.

Физическа основа за създаване на интелигентни измервателни системи, използващи невронни мрежи

Връщане към съдържанието: Съвременни фундаментални и приложни изследвания в приборостроенето

Видян: 3015

11.45.9.55 © ailback.ru не е автор на публикуваните материали. Но предоставя възможност за безплатно ползване. Има ли нарушение на авторските права? Пишете ни Обратна връзка .