ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Методические указания
Создание электронного микроскопа связано с созданием в конце XIX в. электроннолучевой трубки
(ЭЛТ). В первой осциллографической ЭЛТ, изготовленной в 1897 г. К. Ф. Брауном, электронный пучок
отклонялся магнитным полем. Отклонение с помощью электростатического поля осуществил в своих
опытах по определению отношения заряда электрона к его
массе Дж. Томсон, пропуская пучок через плоский конденсатор,
помещенный внутри ЭЛТ. В 1899 г. немецкий физик И. Э. Вихерт
применил для фокусировки электронного пучка в ЭЛТ катушку из
изолированной проволоки, по которой протекал электрический ток.
Однако лишь в 1926 г. немецкий ученый Х. Буш теоретически рас-
смотрел движение заряженных частиц в магнитном поле такой
катушки и показал, что она пригодна для получения правильных
электронно-оптических изображений и, следовательно,
является электронной линзой (ЭЛ). Последующая разработка
электронных линз (магнитных и электростатических) открыла путь к
созданию электронного микроскопа и ряда других приборов, в
которых формируются правиль- ные электронно-оптические
изображения объектов – либо испускающих электроны, либо тем или
иным образом воздействующих на электронные пучки.
Для решения большинства задач электронной оптики достаточно
рассматривать движение заряженных частиц в рамках
классической механики, так как волновая природа частиц в этих
задачах практически не проявляется. В таком при-
ближении она носит название геометрической оптики, что
обусловлено наличием глубокой аналогии с геометрической оптикой
световых лучей, которая выража- ется в том, что поведение пучков заря-
женных частиц в электрических и магнитных полях во многом подобно
поведению пучков лучей света в неоднородных оптических средах.
Однако при оценке разрешающей способности электронного микроскопа, привлекаются методы
квантовой механики.
В электронных микроскопах широко применяются электрические и магнитные поля, обладающие
симметрией вращения относительно оптической оси системы. Аналогом световых линз в них исполь-
зуются электромагниты с полюсами в форме тел вращения или тороидальные катушки с намоткой из
изолированной проволоки, по которой пропускается электрический
ток (рис. 2.3), величина которого определяет увеличение каждой лин-
зы.
Существенным недостатком просвечивающего электронного
микроскопа является сильное поглощение электронного пучка объек-
том. Поэтому обычно для исследований используют или очень тонкие
слои материала (
≈
0,1 мкм) или так называемые "реплики" (рис. 2.4).
Яркость изображения (она определяется энергией электронов, проле-
тающих через объект) зависит от ускоряющего напряжения U. Обыч-
но оно составляет сотни, а в самых мощных микроскопах – миллионы
Вольт.
Электроны разгоняются в таких полях до очень большой энергии
2
v2/1 meUW ==
(2.4)
. 2.3 :
1 — ; 2 —
; 3 — -
; 4 — -
; 5 —
; 6
— ;
7 —
; 8 — -
-
()
Рис. 2.4 Получение реплики
с извлечением второй фазы:
а – шлиф; б – шлиф после травле-
ния; в – напыление углеродной
маски
;
г
–
р
аство
р
ение
а)
б)
в)
г)
8
7
6
5
4
3
2
1
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- …
- следующая ›
- последняя »
