Електронний мікроскоп. Електронна мікроскопія

Електронний мікроскоп називається так не тому, що в ньому застосовані якісь компоненти, що містять електроніку - хоча і її там більш ніж достатньо. Але головне - замість потоку світлових променів, які несуть інформацію про об'єкт і які ми можемо просто побачити, наблизивши наші очі до окулярів, в електронному мікроскопі використовується потік електронів - точно такий же, як і в звичайному телевізорі. Зображення, подібне телевізійному, ми зможемо спостерігати на екрані, покритому спеціальним складом, що світиться при попаданні на нього потоку електронів. Але яким же чином збільшує електронний мікроскоп?

Справа в тому, що точно так само, як скло звичайної лінзи змінює хід світлових променів, магнітне і електричне поля змінюють рух потоку електронів, що робить можливим фокусування електронних «променів» з тими ж самими ефектами, що і в звичній «скляної» світловий оптичної системі. Однак на увазі гранично малих розмірів електронів і значного «заломлення» електронних потоків збільшення зображення досягається приблизно в тисячу разів більше, ніж у оптичного мікроскопа. Замість звичних нам окулярів в електронному мікроскопі зображення або проектується на дуже маленький люмінесцентний екран, з якого спостерігач розглядає його в звичний оптичний мікроскоп з невеликим збільшенням, або за допомогою оптико-електронного перетворювача виводиться на звичайний телевізійний екран, або - що частіше за все і застосовується на практиці - фіксується на фотоплівці. Для електронного мікроскопа не існує такого параметра, як точність передачі кольору, адже колір - це властивості світлових променів, а не електронів. У мікросвіті немає кольору, тому «кольорові» знімки, отримані за допомогою електронного мікроскопа - не більше ніж умовність.

Ось приблизно таким був принцип роботи першого в історії електронного мікроскопа, за існуючою класифікацією він ставився до мікроскопів ОПЕМ - «звичайний електронний мікроскоп, що просвічує типу», зовні він нагадував швидше великий металообробний верстат, ніж мікроскоп, яким люди звикли бачити його за півтора попередніх століть. У цьому приладі, що забезпечує збільшення до мільйона разів, зразок «просвічувався» рухається в незмінному напрямку потоком електронів. Трохи пізніше з'явилися растрові електронні мікроскопи, в яких сфокусований до субатомних розмірів електронний пучок «сканує» поверхню зразка, а зображення спостерігається на екрані монітора. Власне, «збільшення» скануючого мікроскопа - теж умовність, це відношення розміру екрана до розміру початкового сканування. Саме на такому приладі людині вдалося вперше побачити окремі атоми. Поки це межа технологічних можливостей. Та й насправді - світ елементарних частинок настільки відрізняється від нашого, що ми навряд чи зможемо його осягнути до кінця, навіть на власні очі побачивши.

Що таке USB-мікроскоп?

USB-мікроскоп - це вид цифрового мікроскопа. Замість звичного окуляра тут встановлена ​​цифрова камера, яка захоплює зображення з об'єктива і переносить його на екран монітора або ноутбука. До комп'ютера такий мікроскоп підключається дуже просто - через звичайний USB-кабель. У комплекті з мікроскопом завжди йде спеціальне програмне забезпечення, яке дозволяє обробляти одержувані зображення. Ви зможете робити фотографії, створювати відеоролики, змінювати контрастність, яскравість і розміри картинки. Можливості програмного забезпечення залежать від виробника.

USB-мікроскоп - це перш за все компактний збільшувальний прилад. Його зручно брати з собою в поїздки, на зустрічі або за місто. Зазвичай USB-мікроскоп не може похвалитися великим збільшенням, але для вивчення монет, дрібного шрифту, предметів мистецтва, зразків тканин або грошових купюр його можливостей цілком вистачає. За допомогою такого мікроскопа можна досліджувати рослини, комах і будь-які оточують вас дрібні предмети.

Де купити електронний мікроскоп?

Якщо ви остаточно визначилися з вибором моделі, електронний мікроскоп купити можна на цій сторінці. У нашому інтернет-магазині ви знайдете електронний мікроскоп за найкращою ціною!

Якщо ви хочете на власні очі побачити електронний мікроскоп, а потім прийняти рішення - відвідайте, найближчий до вас, магазин «Чотири очі».
Так-так, і візьміть з собою дітей! Без покупок і подарунків точно не залишитеся!

ЕЛЕКТРОННИЙ МІКРОСКОП-прилад для спостереження і фотографування багато разів (до 10 6 раз) збільшеного зображення об'єкта, в к-ром замість світлових променів використовуються, прискорених до великих енергій (30-1000 кеВ і більше) в умовах глибокого. Фіз. основи корпускулярно-променевих оптич. приладів були закладені в 1827, 1834-35 (майже за сто років до появи Е. м.) У. P. Гамільтоном (WR Gamil-ton), що встановив існування аналогії між проходженням світлових променів в оптично неоднорідних середовищах і траєкторіями часток в силових полях . Доцільність створення Е. м. Стала очевидною після висунення в 1924 гіпотези про хвилях де Бройля, а техн. передумови були створені X. Бушем (H. Busch), к-рий в 1926 досліджував фокусують властивості осесиметричних полів і розробив магн. електронну лінзу. У 1928 M. Кнолль (M. Knoll) і E. Руска (E. Ruska) приступили до створення першого магн. просвічує Е. м. (ПЕМ) і через три роки отримали зображення об'єкта, сформоване пучками електронів. У наступні роки були побудовані перші растрові Е. м. (РЕМ), що працюють на принципі сканування, т. Е. Послідовного від точки до точки переміщення тонкого електронного пучка (зонда) по об'єкту. До середини. 1960-х рр. РЕМ досягли високого техн. досконалості, і з цього часу почалося їх широке застосування в наук. дослідженнях. ПЕМ мають найвищу роздільною здатністю, Перевершуючи за цим параметром світлові мікроскопив дек. тисяч разів. П р од е л р о з р е ш е н і я, що характеризує здатність приладу відобразити роздільно дві максимально близько розташовані деталі об'єкта, в ПЕМ складає 0,15 0,3 HM, т. Е. Досягає рівня, що дозволяє спостерігати атомарному і молекулярну структуру досліджуваних об'єктів. Настільки високі дозволу досягаються завдяки надзвичайно малій довжині хвилі електронів. Лінзи Е. м. Мають абераціями, ефективних методів корекції яких брало, не знайдено на відміну від світлового мікроскопа (див. Електронна і іонна оптика) .Тому в ПЕМ магн. електронні лінзи(ЕЛ), у яких брало аберації на порядок величини менше, повністю витіснили електростатичні. Оптимальним диафрагмированием (див. діафрагмав е л е к т р о н н о й і і о н н о й о п т і до е) вдається знизити сферич. аберацію об'єктива, яка впливає

на роздільну здатність Е. м. Знаходяться в експлуатації ПЕМ можна розділити на три групи: Е. м. високого дозволу, спрощені ПЕМ і унікальні сверхвисо-коврльтние Е. м.

ПЕМ з високою роздільною здатністю(0,15 0,3 нм) - універсальні прилади багатоцільового призначення. Використовуються для спостереження зображення об'єктів в світлому і темному полі, вивчення їх структури електро-нографіч. методом (див. електронографія), Проведення локального кількостей. за допомогою спектрометра енергетичних. втрат електронів і рентгенівських кристалічної. і напівпровідникового і отримання спектроскопіч. зображення об'єктів за допомогою фільтра, що відсіває електрони з енергіями поза заданого енергетичних. вікна. Втрати енергії електронів, пропущених фільтром і формують зображення, викликаються присутністю в об'єкті якогось одного хім. елемента. Тому контраст ділянок, в яких брало присутній цей елемент, зростає. Переміщенням вікна по енергетичних. спектру отримують розподілу разл. елементів, що містяться в об'єкті. Фільтр використовується також в якості монохроматора для підвищення роздільної здатності Е. м. При дослідженні об'єктів великої товщини, що збільшують розкид електронів по енергіях і (як наслідок) хроматичну аберацію.

За допомогою доповнить. пристроїв і приставок досліджуваний в ПЕМ об'єкт можна нахиляти в різних площинах на великі кути до оптич. осі, нагрівати, охолоджувати, деформувати. Прискорює електрони напруга в високоразрешающіх Е. м. Становить 100-400 кВ, воно регулюється ступінчасто і відрізняється високою стабільністю: за 1 - 3 хв не допускається зміна його величини більш ніж на (1-2) · 10 -6 від початкового значення. Від прискорює напруги залежить товщина об'єкта, яку можна "просвітити" електронним пучком. У 100-кіловольтної Е. м. Вивчають об'єкти завтовшки від 1 до дек. десятків нм.

Схематично ПЕМ описуваного типу наведено на рис. 1. У його електронно-оптичних. системі (колоні) за допомогою вакуумної системи створюється глибокий вакуум (тиск до ~ 10 -5 Па). Схема електронно-оптичних. системи ПЕМ представлена ​​на рис. 2. Пучок електронів, джерелом яких брало служить термокатодом, формується в електронній гарматіі високовольтному прискорювачі і потім двічі фокусується першим і другим конденсорами, що створюють на об'єкті електронне "пляма" малих розмірів (при регулюванні діаметр плями може змінюватися від 1 до 20 мкм). Після проходження крізь об'єкт частина електронів розсіюється і затримується апертурними діафрагмою. Нерозсіяних електрони проходять через отвір діафрагми і фокусуються об'єктивом в предметній площині проміжної електронної лінзи. Тут формується перше збільшене зображення. Наступні лінзи створюють друге, третє і т. Д. Зображення. Остання - проекційна - лінза формує зображення на катодолюмінесцентному екрані, який світиться під впливом електронів. Ступінь і характер розсіювання електронів неоднакові в різних точках об'єкта, т. К. Товщина, структура і хім. склад об'єкта змінюються від точки до точки. Відповідно змінюється число електронів, що пройшли через апертурну діафрагму, а отже, і щільність струму на зображенні. Виникає амплітудний контраст, к-рий перетворюється в світловий контраст на екрані. У разі тонких об'єктів превалює фазовий контраст, Що викликається зміною фаз, розсіяних в об'єкті і интерферирующих в площині зображення. Під екраном Е. м. Розташований магазин з фотопластинками, при фотографуванні екран забирається і електрони впливають на фотоемульсіонний шар. Зображення фокусується об'єктивної лінзою за допомогою плавного регулювання струму, що змінює її магн. поле. Струмами ін. Електронних лінз регулюється збільшення Е. м., До-рої дорівнює добутку збільшень всіх лінз. При великих збільшеннях яскравість світіння екрана стає недостатньою і зображення спостерігають за допомогою підсилювача яскравості. Для аналізу зображення виробляються аналогово-цифрове перетворення міститься в ньому інформації і обробка на комп'ютері. Посилене і оброблене за заданою програмою зображення виводиться на екран комп'ютера і при необхідності вводиться в пристрій, що запам'ятовує.

Мал. 1. Електронний мікроскоп, що просвічує типу (ПЕМ): 1 -електронний гармата з прискорювачем; 2-кондомсміттєві лінзи; 3 об'єктивна лінза; 4 - проекційні лінзи; 5 -світлові мікроскоп, додатково відвелиЧіва зображення, що спостерігається на екрані; б-тубус з оглядовими вікнами, через які можна спостедати зображення; 7 -високовольтний кабель; 8 - вакуумна система; 9 - пульт керування; 10 -Стенди; 11 - високовольтне пристрій живлення; 12 - джерело живлення лінз.

Мал. 2. Електронно-оптична схема ПЕМ: 1 -катод; 2 - фокусує циліндр; 3 -ускорітель; 4 -перовий (короткофокусний) конденсор, що створює зменшене зображення джерела електронів; 5 - другий (довгофокусний) конденсор, який переносить зменшене зображення джерела електронів на об'єкт; 6 -об'єкт; 7 -апертурная діаФрагмена об'єктива; 8 - об'єктив; 9 , 10, 11 -система проекційних лінз; 12 -катодолюмінесцентний екран.

спрощені ПЕМпризначені для науч. досліджень, в яких брало не потрібна висока роздільна здатність. Їх використовують також для передуватиме. перегляду об'єктів, рутинної роботи і в навчальних цілях. Ці прилади прості за конструкцією (один конденсор, 2-3 електронні лінзи для збільшення зображення об'єкта), мають меншу (60-100 кВ) прискорює напруга і нижчу стабільність високої напруги і струмів лінз. Їх роздільна здатність 0,5-0,7 нм.

Сверхвисоковольтние Е. м . (СВЕМ) - прилади з прискорює напругою від 1 до 3,5 MB - представляють собою великогабаритні споруди висотою від 5 до 15 м. Для них обладнають спец. приміщення або будують окремі будівлі, які є складовою частиною комплексу СВЕМ. Перші СВЕМ призначалися для дослідження об'єктів великий (1 -10 мкм) товщини, при якій зберігаються властивості масивного твердого тіла. Через сильний впливу хроматіч. аберацій роздільна здатність таких Е. м. знижується. Однак у порівнянні з 100-кіловольтної Е. м. Дозвіл зображення товстих об'єктів в СВЕМ в 10-20 разів вище. Так як енергія електронів в СВЕМ більше, то довжина їх хвилі менше, ніж в ПЕМ з високою роздільною здатністю. Тому після рішення складних техн. проблем (на це пішло не одне десятиліття) і реалізації високої виброустойчивости, надійної віброізоляції і достатньою механічні. і електричні. стабільності на СВЕМ була досягнута найвища (0,13 0,17 нм) для просвічують Е. м. роздільна здатність, яка дозволила фотографувати зображення атомарних структур. Однак сферич. аберація і дефокусування об'єктива спотворюють зображення, отримані з граничним дозволом, і заважають отриманню достовірної інформації. Цей інформаціоннний бар'єр долається за допомогою фокальних серій зображень, к-які отримують при разл. дефокусировки об'єктива. Паралельно для тих же дефокусіровок проводять моделювання досліджуваної атомарної структури на комп'ютері. Порівняння фокальних серій з серіями модельних зображень допомагає розшифрувати мікрофотографії атомарних структур, зроблені на СВЕМ з граничним дозволом. На рис. 3 представлена ​​схема СВЕМ, розміщеного в спец. будівлі. Осн. вузли приладу об'єднані в єдиний комплекс за допомогою платформи, до-раю підвішена до стелі на чотирьох ланцюгах і амортизаційних пружинах. Зверху на платформі перебувають два бака, наповнені електроізоляційним газом під тиском 3-5 атм. В один з них поміщений високовольтний генератор, в іншій-електростатіч. прискорювач електронів з електронною гарматою. Обидва бака з'єднані патрубком, через к-рий висока напруга від генератора передається на прискорювач. Знизу до баку з прискорювачем примикає електронно-оптичних. колона, розташована в нижній частині будівлі, захищеної перекриттям від рентген. випромінювання, що виникає в прискорювачі. Всі перераховані вузли утворюють жорстку конструкцію, що володіє властивостями фіз. маятника з великим (до 7 с) періодом власної. , К-які гасяться рідинними демпферами. Маятникова система підвіски забезпечує ефективну ізоляцію СВЕМ від зовн. вібрацій. Управління приладом здійснюється з пульта, що знаходиться близько колони. Пристрій лінз, колони та ін. Вузлів приладу подібно відповідних пристроїв ПЕМ і відрізняється від них великими габаритами і вагою.


Мал. 3. Сверхвисоковольтний електронний мікроскоп (СВЕМ): 1-віброізолюючий платформа; 2-ланцюга, на яких висить платформа; 3 - амортизуючі пружини; 4-баки, в яких знаходяться генератор високого напруги і прискорювач електронів з електронної гарматою; 5-електронно-оптична колона; 6- перекриття, що розділяє будівлю СВЕМ на верхній і нижній зали і захищає персонал, що працює нижньому залі, від рентгенівського випромінювання; 7 - пульт управління мікроскопом.

Растрові Е. м. (РЕМ) з термоемісійною гарматою - найпоширеніший тип приладів в електронної мікроскопії. У них застосовуються вольфрамові і гексабо-рид-лантановую термокатодом. Роздільна здатність РЕМ залежить від електронної яскравості гармати і в приладах даного класу складає 5-10 нм. Прискорювальна напруга регулюється в межах від 1 до 30- 50 кВ. Пристрій РЕМ показано на рис. 4. За допомогою двох або трьох електронних лінз на поверхню зразка фокусується вузький електронний зонд. Магн. котушки, що відхиляють розгортають зонд за заданою площі на об'єкті. При взаємодії електронів зонда з об'єктом виникає кілька видів випромінювань (рис. 5): вторинні і відбиті електрони; оже-електрони; рентгенівське гальмівне випромінюванняі характеристичне випромінювання (див. Характеристичний спектр);світлове випромінювання і т. д. Будь-яке з випромінювань, струми електронів, що пройшли крізь об'єкт (якщо він тонкий) і поглинених в об'єкті, а також напруга, наведене на об'єкті, можуть реєструватися відповідними детекторами, що перетворюють ці випромінювання, струми і напруги в електричні. сигнали, к-які після посилення подаються на електронно-променеву трубку (ЕПТ) і модулюють її пучок. Розгортка пучка ЕПТ виробляється синхронно з розгорненням електронного зонда в РЕМ, і на екрані ЕПТ спостерігається збільшене зображення об'єкта. Збільшення дорівнює відношенню розміру кадру на екрані ЕПТ до відповідного розміру на сканується поверхні об'єкту. Фотографують зображення безпосередньо з екрану ЕПТ. Осн. гідність РЕМ - висока інформативність приладу, обумовлена ​​можливістю спостерігати зображення, використовуючи сигнали разл. детекторів. За допомогою РЕМ можна досліджувати мікрорельєф, розподіл хім. складу по об'єкту, p-n-переходить, виробляти рентген. спектральний аналіз та ін. РЕМ широко застосовуються і в технол. процесах (контроль в електронно-літог-рафіч. технологіях, перевірка і виявлення дефектів в мікросхемах, метрологія мікроізделій і ін.).


Мал. 4. Схема растрового електронного мікроскопа (РЕМ): 1 -ізолятор електронної гармати; 2 -V-образний термокатодом; 3 -фокусірующій електрод; 4 - анод; 5 - конденсорні лінзи; 6 -діафрагма; 7 - двох'ярусна система, що відхиляє; 8 Об'єктив; 9 -апертурная діафрагма об'єктива; 10 -об'єкт; 11 -детектор вторинних електронів; 12 -крісталвої спектрометр; 13 -пропорційність лічильник; 14 - попередній підсилювач; 15 - блок посилення; 16, 17 -аппаратура для реєстрації рентгенівського випромінювання; 18 - блок посилення; 19 - блок регулювання збільшення; 20, 21 - блоки горизонтальним і вертикальної розгорток; 22, 23 -електронного-променеві трубки.


Мал. 5. Схема реєстрації інформації про об'єкт, отримується в РЕМ; 1-первинний пучок електронів; 2-детектор вторинних електронів; 3-детектор рентгеновского випромінювання; 4-детектор відбитих електнейронів; 5-детектор оже-електронів; 6-детектор светового випромінювання; 7 - детектор минулих електронов; 8 - схема для реєстрації струму пройшли через об'єкт електронів; 9-схема для реєстрації струму поглинених в об'єкті електронів; 10-схема для регистрации наведеного на об'єкті електричного потенціалу.

Висока роздільна здатність РЕМ реалізується при формуванні зображення з використанням вторинних електронів. Вона знаходиться в зворотній залежності від діаметра зони, з до-рій ці електрони емітуються. Розмір зони залежить від діаметра зонда, властивостей об'єкта, швидкості електронів первинного пучка і т. Д. При великій глибині проникнення первинних електронів вторинні процеси, що розвиваються в усіх напрямках, збільшують діаметр зони і роздільна здатність падає. Детектор вторинних електронів складається з фотоелектронного помножувача(ФЕУ) і електронно-фотонного перетворювача, осн. елементом догрого є сцінтіл-ром. Число спалахів сцинтилятора пропорційно числу вторинних електронів, вибитих в даній точці об'єкту. Після посилення в ФЕУ і в відеопідсилювачі сигнал модулює пучок ЕЛТ. Величина сигналу залежить від топографії зразка, наявності локальних електричні. і магн. мікрополів, величини коеф. вторинної електронної емісії, к-рий, в свою чергу, залежить від хім. складу зразка в даній точці.

Відбиті електрони уловлюються напівпровідникових детектором з p - n-переходить. Контраст зображення обумовлений залежністю коеф. відбиття від кута падіння первинного пучка в даній точці об'єкту і від ат. номера речовини. Дозвіл зображення, одержуваного в "відбитих електронах", нижче, ніж отримуваного за допомогою вторинних електронів (іноді на порядок величини). Через прямолінійності польоту електронів інформація про отд. ділянках об'єкта, від яких брало прямого шляху до детектора немає, втрачається (виникають тіні). Для усунення втрат інформації, а також для формування зображення рельєфу зразка, на яке не впливає його елементний склад і, навпаки, для формування картини розподілу хім. елементів в об'єкті, на к-рую не впливає його рельєф, в РЕМ застосовується детекторна система, що складається з дек. розміщених навколо об'єкта детекторів, сигнали яких брало віднімаються один з іншого або підсумовуються, а результуючий сигнал після посилення подається на модулятор ЕПТ.

Рентген. типовий. випромінювання реєструється кри-сталліч. (Волноводісперсним) або напівпровідникових (енергодісперсним) спектрометрами, к-які взаємно доповнюють один одного. У першому випадку рентген. випромінювання після відображення кристалом спектрометра потрапляє в газовий пропорційний лічильник, А в другому - рентген. кванти збуджують сигнали в напівпровідниковому охлаждаемом (для зниження шуму) детекторі з кремнію, легованого літієм, або з германію. Після посилення сигнали спектрометрів можуть бути подані на модулятор ЕПТ і на її екрані виникне картина розподілу того чи іншого хім. елемента по поверхні об'єкта.

На РЕМ, оснащеному рентген. спектрометрами, виробляють локальний кількостей. аналіз: реєструють число імпульсів, порушуваних рентген. квантами від ділянки, на к-ром зупинений електронний зонд. Кристалічні. спектрометр за допомогою набору кристалів-аналізаторів з разл. міжплощинні відстані (див. Брегга-Вульфа умова) Дискримінує з високим спектр. дозволом типовий. спектр за довжинами хвиль, перекриваючи діапазон елементів від Be до U. Напівпровідниковий спектрометр дискримінує рентген. кванти по їх енергій і реєструє одночасно всі елементи від В (або С) до U. Його спектральний дозвіл нижче, ніж у кристалічних. спектрометра, але вище чутливість. Є і ін. Переваги: ​​швидка видача інформації, проста конструкція, високі експлуатаційні характеристики.

Растрові оже-Е. м. (РОЕМ) -прилади, в яких брало при скануванні електронного зонда детектируются оже-електрони з глибини об'єкта не більше 0,1-2 нм. При такій глибині зона виходу оже-електронів не збільшується (на відміну від електронів вторинної емісії) та дозвіл приладу залежить тільки від діаметра зонда. Прилад працює при надвисокому вакуумі (10 -7 -10 -8 Па). Його прискорює напруга ок. 10 кВ. На рис. 6 представлено пристрій РОЕМ. Електронна гармата складається з гексаборид-лантановую або вольфрамового термокатодом, що працює в режимі Шотткі, і трёхелектродной електростатіч. лінзи. Електронний зонд фокусується цієї лінзою і магн. об'єктивом, в фокальній площині догрого знаходиться об'єкт. Збір оже-електронів проводиться за допомогою цилиндрич. дзеркального аналізатора енергій, внутрішній електрод догрого охоплює корпус об'єктива, а зовнішній примикає до об'єкта. За допомогою аналізатора, що дискримінує оже-електрони по енергіях, досліджується розподіл хім. елементів в поверхневому шарі об'єкта з субмікронних дозволом. Для дослідження глибинних шарів прилад оснащується іонної гарматою, за допомогою к-рій видаляються верхні шари об'єкта методом іонно-променевого травлення.

Мал. б. Схема реєстрового оже-електронного мікроскопа(РОЕМ): 1 - іонний насос; 2 катод; 3 - трёхелектродная електростатична лінза; 4-багатоканальний детектор; 5-апертурная діафрагма об'єктива; 6-двох'ярусна відхиляє для розгортки електронного зонда; 7-об'єктив; 8- зовнішній електрод циліндричного дзеркального аналізатора; 9-об'єкт.

РЕМ з автоемісійною гарматоюволодіють високою роздільною здатністю (до 2-3 нм). У автоемісійною гарматі використовується катод у формі вістря, у вершини догрого виникає сильне елекгріч. поле, що вириває електрони з катода ( автоелектронна емісія). Електронна яскравість гармати з автоемісійним катодом в 10 3 -10 4 разів вище яскравості гармати з термокатодом. Відповідно збільшується струм електронного зонда. Тому в РЕМ з автоемісійною гарматою здійснюють поряд з повільною швидку розгортку, а діаметр зонда зменшують для підвищення роздільної здатності. Однак автоемісійний катод працює стійко лише при надвисокому вакуумі (10 -7 -10 -9 Па), що ускладнює конструкцію і експлуатацію таких РЕМ.

Просвічують растрові Е. м. (ПРЕМ) володіють настільки ж високою роздільною здатністю, як і ПЕМ. У цих приладах застосовуються автоемісійним гармати, що працюють в умовах надвисокого вакууму (до 10 -8 Па), що забезпечують достатній струм в зонді малого діаметра (0,2-0,3 нм). Діаметр зонда зменшують дві магн. лінзи (рис. 7). Нижче об'єкта розташовані детектори - центральний і кільцевої. На перший потрапляють нерозсіяних електрони, і після перетворення і посилення відповідних сигналів на екрані ЕПТ з'являється светлопольное зображення. На кільцевому детекторі збираються розсіяні електрони, що створюють темнополь-ве зображення. В ПРЕМ можна досліджувати більш товсті об'єкти, ніж в ПЕМ, т. К. Зростання числа непружно розсіяних електронів з товщиною не впливає на дозвіл (після об'єкту електронна оптика для формування зображення відсутній). За допомогою аналізатора енергії електрони, що пройшли крізь об'єкт, розділяються на пружно і непружно розсіяні пучки. Кожен пучок потрапляє на свій детектор, і на ЕЛТ спостерігаються відповідні зображення, що містять доповнить. інформацію про елементний складі об'єкта. Висока роздільна здатність в ПРЕМ досягається при повільних розгортках, т. К. В зонді діаметром всього 0,2-0,3 нм ток виходить малим. ПРЕМ оснащуються усіма використовуваними в електронній мікроскопії пристроями для аналитич. досліджень об'єктів, і зокрема спектрометрами енер-тич. втрат електронів, рентген. спектрометрами, складними системами детектування пройшли, назад розсіяних і вторинних електронів, що виділяють групи електронів, розсіяних на разл. кути, що мають разл. енергію і т. п. Прилади комплектуються ЕОМ для комплексної обробки інформації, що надходить.

Мал. 7. Принципова схема просвічує Растрвого електронного мікроскопа (ПРЕМ): 1-автоемісСіон катод; 2-проміжний анод; 3 анод; 4- діафрагма "освітлювача"; 5-магнітна лінза; 6-двухярусна система, що відхиляє для розгортки електронного зонда; 7-магнітний об'єктив; 8 - апертурная діафрагма об'єктива; 9-об'єкт; 10 - відхиляє; 11 - кільцевий детектор розсіяних електронів; 12 -детектор нерозсіяних електронів (видаляється при роботі магнітного спектрометра); 13 - магнітний спектрометр; 14-відхиляє для відбору електронів з різними втратами енергії; 15 - щілина спектрометра; 16-детектор спектрометра; ВЕ-вториннийні електрони; hv-рентгеновское випромінювання.

Емісійні Е. м. створюють зображення об'єкта електронами, к-які емітує сам об'єкт при нагріванні, бомбардуванні первинним пучком електронів, під впливом ел - магн. випромінювання і при накладенні сильного електричні. поля, вириває електрони з об'єкту. Ці прилади зазвичай мають вузьке цільове призначення (див. Електронний проектор).

Дзеркальні Е. м. служать гл. обр. для візуалізації електро-тростатіч. "Потенційних рельєфів" і магн. мікрополів на поверхні об'єкту. Осн. електронно-оптичних. елементом приладу є електронне дзеркало, Причому одним з електродів служить сам об'єкт, к-рий перебуває під невеликим отрицат. потенціалом щодо катода гармати. Електронний пучок прямує в електронне дзеркало і відбивається полем в безпосередній близькості від поверхні об'єкту. Дзеркало формує на екрані зображення "у відбитих пучках": мікрополя біля поверхні об'єкту перерозподіляють електрони відбитих пучків, створюючи контраст в зображенні, візу-лізуючий ці мікрополя.

Перспективи розвитку Е. м. Удосконалення Е. м. З метою збільшення обсягу одержуваної інформації, що проводилося багато років, продовжиться і надалі, а поліпшення параметрів приладів, і перш за все підвищення роздільної здатності, залишиться головним завданням. Роботи зі створення електронно-оптичних. систем з малими абераціями поки не привели до реального підвищення дозволу Е. м. Це відноситься до не-осесиметричним системам корекції аберацій, кріогенної оптиці, до лінз з коригувальним просторів. в пріосевой області та ін. Пошуки і дослідження в зазначених напрямках ведуться. Тривають пошукові роботи по створенню електронних голограм-фіч. систем, в т. ч. і з корекцією частотно-контрастних характеристик лінз. Мініатюризація електростатіч. лінз і систем з використанням досягнень мікро- і на-нотехнологій також буде сприяти вирішенню проблеми створення електронної оптики з малими абераціями.

Літ .:Практична растрова електронна мікроскопія, під ред. Д. Гоулдстейна, X. Яковиця, пров. з англ., M., 1978; Спенс Д., Експериментальна електронна мікроскопія високої роздільної здатності, пров. з англ., M., 1986; Стоянов П. А., Електронний мікроскоп СВЕМ-1, "Известия АН СРСР, сер. Фіз.", 1988, т. 52, № 7, с. 1 429; Хокс П., Каспер Е., Основи електронної оптики, пер. з англ., т. 1-2, M., 1993; Oechsner H., Scanning auger microscopy, Le Vide, les Couches Minces, 1994, t. 50, № 271, p. 141; McMul-lan D., Scanning electron microscopy 1928-1965, "Scanning", 1995, t. 17, № 3, c. 175. П. А. Стоянов.

прилад для спостереження і фотографування багато разів (до 10 6 раз) збільшеного зображення об'єктів, в якому замість світлових променів використовуються пучки, прискорених до великих енергій (30-100 кев і більш) в умовах глибокого вакууму. Фізичні основи корпускулярно-променевих оптичних приладів були закладені в 1834 (майже за сто років до появи Електронний мікроскоп) У. Р., що встановив аналогії між світлових променів в оптично неоднорідних середовищах і траєкторіями часток в силових полях. Доцільність створення Електронний мікроскоп стала очевидною після висунення в 1924 о, а технічні передумови були створені німецьким фізиком X. Бушем, який досліджував фокусують осесиметричних полів і розробив магнітну електронну лінзу (1926). У 1928 німецькі вчені М. Кнолль і Е. Руска приступили до створення першого магнітного просвічує Електронний мікроскоп (ПЕМ) і через три роки отримали зображення об'єкта, сформоване пучками. У наступні роки (М. фон Арденне, 1938; В. К., 1942) були побудовані перші растрові Електронний мікроскоп (РЕМ), що працюють за принципом сканування (розгортання), т. Е. Послідовного від точки до точки переміщення тонкого електронного пучка ( зонда) по об'єкту. До середини 1960-х рр. РЕМ досягли високої технічної досконалості, і з цього часу почалося їх застосування в наукових дослідженнях. ПЕМ мають найвищу (PC), перевершуючи за цим параметром світлові мікроскопи в декілька тис. Разів. Т. н. межа дозволу, що характеризує приладу відобразити роздільно дрібні максимально близько розташовані деталі об'єкта, в ПЕМ складає 2-3. При сприятливих умовах можна сфотографувати окремі важкі атоми. При фотографуванні періодичних структур, таких як атомні решіток кристалів, вдається реалізувати дозвіл менше 1. Настільки високі дозволу досягаються завдяки надзвичайно малій довжині (див.). Оптимальним диафрагмированием [см. в електронній (і іонної) оптиці] удається понизити (впливає на PC Електронний мікроскоп) при досить малій дифракційної помилку. Ефективних методів корекції в Електронний мікроскоп (див.), Не знайдено. Тому в ПЕМ магнітні (ЕЛ), що володіють меншими, повністю витіснили електростатичні ЕЛ. Випускаються ПЕМ різного призначення. Їх благається розділити на 3 групи: Електронний мікроскоп високого дозволу, спрощені ПЕМ і Електронний мікроскоп з підвищеною прискорюючою.

ПЕМ з високою роздільною здатністю(2-3 Å) - як, прилади багатоцільового призначення. За допомогою додаткових пристроїв і приставок в них можна нахиляти об'єкт в різних на великі кути до оптичної осі, нагрівати, охолоджувати, деформувати його, здійснювати, дослідження методами та ін. Ускоряющее електрони досягає 100-125 кв, регулюється ступенеобразно і відрізняється високою стабільністю: за 1-3 хв воно змінюється не більше ніж на 1-2 мільйонні частки від початкового. Зображення типового ПЕМ описуваного типу наведено на Мал. 1. У його оптичній системі (колоні) за допомогою спеціальної вакуумної системи створюється вакуум (до 10 -6 мм рт. Ст.). Схема оптичної системи ПЕМ зображена на Мал. 2. Пучок, яких служить розжарений катод, (формується в і потім двічі фокусується першим і другим конденсорами, що створюють на об'єкті електронне «пляма» малих розмірів (при регулюванні плями може змінюватися від 1 до 20 мкм). Після крізь об'єкт частина розсіюється і затримується діафрагмою. нерозсіяних електрони проходять через отвір діафрагми і фокусуються в предметної проміжної лінзи. Тут формується перше збільшене зображення. Наступні лінзи створюють друге, третє і т. д. зображення. Остання проекційна лінза формує зображення на флуоресціюючому екрані, який світиться під впливом електронів. Збільшення Електронний мікроскоп одно збільшень всіх лінз. Ступінь і характер розсіювання електронів неоднакові в різних точках об'єкта, т. к. товщина, і хімічний склад об'єкта змінюються від точки до точки. Відповідно змінюється число електронів, затриманих апертурними діафрагмою після проходження різних точок об'єкта, а отже, і щільність струм а на зображенні, яка перетворюється в на екрані. Під екраном розташовується магазин з фотопластинками. При фотографуванні екран забирається, і електрони впливають на фотоемульсіонний шар. Зображення фокусується плавною зміною струму, що порушує об'єктива. Токи ін. Лінз регулюють для зміни збільшення Електронний мікроскоп

Мал. 3. Сверхвисоковольтний електронний мікроскоп (СВЕМ): 1 - бак, в який накачується електроізоляційний газ (елегаз) до тиску 3-5 атм; 2 - електронна гармата; 3 - прискорювальна трубка; 4 - конденсатори високовольтного джерела; 5 - блок конденсорних лінз; 6 - об'єктив; 7, 8, 9 проекційні лінзи; 10 - світловий мікроскоп; 11 - пульт управління.

Растрові Електронний мікроскоп (РЕМ)з розжарюються катодом призначені для дослідження масивних об'єктів з дозволом від 70 до 200 Å. Ускоряющее в РЕМ можна регулювати в межах від 1 до 30-50 кв.

Пристрій растрового Електронний мікроскоп показано на Мал. 4. За допомогою 2 або 3 ЕЛ на зразка фокусується вузький електронний зонд. Магнітні відхиляють розгортають зонд за заданою площі на об'єкті. При взаємодії зонда з об'єктом виникає кілька видів ( Мал. 5) - вторинні і відбиті електрони; електрони, що пройшли крізь об'єкт (якщо він тонкий); рентгенівське і характеристичне; випромінювання і т. д.

Мал. 5. Схема реєстрації інформації про об'єкт, що отримується в РЕМ. 1 - первинний пучок електронів; 2 - детектор вторинних електронів; 3 - детектор рентгенівського випромінювання; 4 - детектор відбитих електронів; 5 - детектор світлового випромінювання; 6 - детектор минулих електронів; 7 - прилад для вимірювання наведеного на об'єкті електричного потенціалу; 8 - прилад для вимірювання струму пройшли через об'єкт електронів; 9 - прилад для вимірювання струму поглинених в об'єкті електронів.

Будь-яке з цих випромінювань може реєструватися відповідним колектором, що містить датчик, що перетворює в електричні, які після посилення подаються на (ЕПТ) і модулюють її пучок. Розгортка пучка ЕПТ виробляється з розгорткою електронного зонда в РЕМ, і на екрані ЕПТ спостерігається збільшене зображення об'єкта. Збільшення дорівнює відношенню висоти кадру на екрані ЕПТ до ширини сканируемой об'єкта. Фотографують зображення безпосередньо з екрану ЕПТ. Основною перевагою РЕМ є висока інформативність приладу, обумовлена ​​можливістю спостерігати зображення, використовуючи різних датчиків. За допомогою РЕМ можна досліджувати, хімічного складу по об'єкту, р-n-переходи, виробляти і багато іншого. Зразок зазвичай досліджується без попередньої підготовки. РЕМ знаходить застосування і в технологічних процесах (дефектів мікросхем і ін.). Висока для РЕМ PC реалізується при формуванні зображення з використанням вторинних. Вона визначається діаметром зони, з якої ці електрони еміттірующей. Розмір зони в свою чергу залежить від діаметра зонда, властивостей об'єкта, електронів первинного пучка і т. Д. При великій глибині проникнення первинних електронів вторинні процеси, що розвиваються в усіх напрямках, збільшують діаметр зони і PC падає. Детектор вторинних електронів складається з (ФЕУ) і електронно-фотонного перетворювача, основним елементом якого є з двома - витягає у вигляді сітки, що знаходиться під позитивним потенціалом (до декількох сотень в), і прискорює; останній повідомляє захопленим вторинним електронам енергію, необхідну для. До прискорює електроду докладено близько 10 кв; зазвичай він являє собою алюмінієве покриття на сцинтилятора. Число спалахів сцинтилятора пропорційно числу вторинних, вибитих в даній точці об'єкту. Після посилення в ФЕУ і в сигнал модулює пучок ЕЛТ. Величина сигналу залежить від зразка, наявності локальних електричних і магнітних мікрополів, величини, який в свою чергу залежить від хімічного складу зразка в даній точці. Відбиті електрони реєструються напівпровідниковим (кремнієвим). Контраст зображення обумовлений залежністю від кута падіння первинного пучка і атомного номера. Дозвіл зображення, одержуваного «у відбитих електронах», нижче, ніж отримуваного за допомогою вторинних (іноді на порядок). Через прямолінійності польоту електронів до колектора інформація про окремі ділянки, від яких немає прямого шляху до колектора, втрачається (виникають тіні). Характеристичне виділяється або рентгенівським кристалічним або енергодісперсним датчиком - напівпровідниковим детектором (зазвичай з чистого кремнію, легованого літієм). У першому випадку рентгенівські кванти після віддзеркалення кристалом спектрометра реєструються газовим, а в другому - сигнал, що знімається з напівпровідникового, посилюється малошумливим (який для зниження шуму охолоджується рідким азотом) та наступної системою посилення. Сигнал від кристалічного модулює пучок ЕЛТ, і на екрані виникає картина того чи іншого хімічного елемента по об'єкту. На РЕМ виробляють також локальний рентгенівський. Енергодісперсний детектор реєструє всі елементи від Na до U при високій чутливості. Кристалічний спектрометр за допомогою набору кристалів з різними межплоскостним (див.) Перекриває від Be до U. Істотний недолік РЕМ - велика тривалість процесу «зняття» інформації при дослідженні об'єктів. Порівняно високу PC можна отримати, використовуючи електронний зонд досить малого діаметру. Але при цьому зменшується зонда, внаслідок чого різко зростає вплив, знижує відношення корисного сигналу до шуму. Щоб відношення «сигнал / шум» не падало нижче заданого рівня, необхідно уповільнити сканування для накопичення в кожній точці об'єкта досить великого числа первинних (і відповідного вторинних). В результаті PC реалізується лише при малих швидкостях розгортки. Іноді один кадр формується протягом 10-15 хв.

Мал. 6. Принципова схема просвічує растрового електронного мікроскопа (ПРЕМ): 1 - автоемісійний катод; 2 -промежуточний анод; 3 - анод; 4 - система, що відхиляє для юстування пучка; 5 - діафрагма «освітлювача»; 6, 8 - відхиляють для розгортки електронного зонда; 7 - магнітна длиннофокусная лінза; 9 - апертурная діафрагма; 10 - магнітний об'єктив; 11 - об'єкт; 12, 14 - відхиляють; 13 - кільцевий колектор розсіяних електронів; 15 - колектор нерозсіяних електронів (забирається при роботі зі спектрометром); 16 - магнітний спектрометр, в якому електронні пучки повертаються магнітним полем на 90 °; 17 - система, що відхиляє для відбору електронів з різними втратами енергії; 18 - щілина спектрометра; 19 - колектор; ВЕ - потік вторинних електронів hn - рентгенівське випромінювання.

РЕМ з автоемісійною гарматоюмають високу для РЕМ PC (до 30 Å). У автоемісійною гарматі (як і в) використовується катод у формі вістря, у вершини якого виникає сильне, що вириває електрони з катода (див.). Електронна яскравість гармати з автоемісійним катодом в 10 3 -10 4 разів вище, ніж гармати з розжареним катодом. Відповідно збільшується струм електронного зонда. Тому в РЕМ з автоемісійною гарматою здійснюють швидкі розгортки, а зонда зменшують для підвищення PC. Однак автоемісійний катод працює стійко лише при надвисокому вакуумі (10 -9 -10 -11 мм рт. Ст.), І це ускладнює конструкцію таких РЕМ і роботу на них.

Просвічують растрові Електронний мікроскоп (ПРЕМ)мають настільки ж високою PC, як і ПЕМ. У цих приладах застосовуються автоемісійним гармати, що забезпечують досить в зонді діаметром до 2-3 Å. на Мал. 6наведено схематичне зображення ПРЕМ. Дві зменшують діаметр зонда. Нижче об'єкта розташовані - центральний і кільцевої. На перший потрапляють нерозсіяних електрони, і після і посилення відповідних сигналів на екрані ЕПТ з'являється т. Н. светлопольное зображення. На кільцевому детекторі збираються розсіяні електрони, що створюють т. Н. темнопольного зображення. В ПРЕМ можна досліджувати більш товсті об'єкти, ніж в ПЕМ, т. К. Зростання числа непружно розсіяних з товщиною не впливає на дозвіл (після об'єкту оптика в ПРЕМ відсутній). За допомогою енергії електрони, що пройшли крізь об'єкт, розділяються на пружно і непружно розсіяні пучки. Кожен пучок потрапляє на свій детектор, і на ЕЛТ спостерігається відповідне зображення, що містить додаткову інформацію про розсіюють об'єкта. Висока роздільна здатність в ПРЕМ досягається при повільних розгортках, т. К. В зонді діаметром всього 2-3 Å струм виходить занадто малим.

Електронний мікроскоп змішаного типу.Поєднання в одному пріборепрінціпов формування зображення з нерухомим пучком (як в ПЕМ) і сканування тонкого зонда по об'єкту дозволило реалізувати в такому Електронний мікроскоп переваги ПЕМ, РЕМ і ПРЕМ. В даний час у всіх ПЕМ передбачена можливість спостереження об'єктів в растровому режимі (за допомогою конденсорних лінз і, створюють зменшене зображення, яке сканується по об'єкту, що відхиляють). Крім зображення, сформованого нерухомим пучком, отримують растрові зображення на екранах ЕЛТ з використанням минулих і вторинних електронів, характеристичні і т. Д. Оптична система такого ПЕМ, розташована після об'єкту, дає можливість працювати в режимах, нездійсненних в інших приладах. Наприклад, можна одночасно спостерігати на екрані ЕПТ і зображення того ж об'єкту на екрані приладу.

Емісійні Е.м. створюють зображення об'єкта в електронах, які еміттіруєт сам об'єкт при нагріванні, первинним пучком, і при накладенні сильного електричного поля, вириває електрони з об'єкту. Ці прилади зазвичай мають вузьке цільове призначення.

Дзеркальні Електронний мікроскопслужать головним чином для візуалізації електростатичного «потенційного рельєфу» і магнітних мікрополів на об'єкта. Основним оптичним елементом приладу є, причому одним з служить сам об'єкт, який знаходиться під невеликим негативним потенціалом щодо катода гармати. Електронний пучок прямує в дзеркало і відбивається полем в безпосередній близькості від об'єкту. Дзеркало формує на екрані зображення «у відбитих пучках». Мікрополя біля поверхні об'єкту перерозподіляють електрони відбитих пучків, створюючи на зображенні, що візуалізує ці мікрополя.

Перспективи розвиткуЕлектронний мікроскоп Підвищення PC в зображеннях неперіодичних об'єктів до 1 Å і більш дозволить реєструвати не тільки важкі, але і легкі атоми і візуалізувати на атомарному рівні. Для створення Електронний мікроскоп з таким дозволом підвищують прискорює. Сер. фізична », т. 34, 1970; Хокс П., і, пров. з англ., М., 1974; Деркач В. П., Кияшко Г. Ф., Кухарчук М. С., Електронозондовие пристрої, К., 1974; Стоянова І. Г., Анаськин І. Ф., Фізичні основи методів просвічує електронної мікроскопії, М., 1972; Oatley С. W., The scanning electron microscope, Camb., 1972; Grivet P., Electron optics, 2 ed., Oxf., 1972.

Ми починаємо публікувати блог підприємця, фахівця в галузі інформаційних технологій і за сумісництвом конструктора-любителя Олексія Брагіна, в якому розповідається про незвичайний досвід - ось уже рік як автор блогу зайнятий відновленням складного наукового обладнання - скануючого електронного мікроскопа - практично в домашніх умовах. Читайте про те, з якими інженерно-технічними і науковими завданнями довелося зіткнутися Олексію і як він з ними впорався.

Подзвонив мені якось один і каже: знайшов цікаву штуку, треба привезти до тебе, правда, важить півтонни. Так у мене в гаражі з'явилася колона від скануючого електронного мікроскопа JEOL JSM-50A. Її давно списали з якогось НДІ і вивезли в металобрухт. Електроніку втратили, а ось електронно-оптичну колону разом з вакуумної частиною вдалося врятувати.

Раз основна частина обладнання збереглася, виникло питання: чи не можна врятувати мікроскоп цілком, тобто відновити і привести його в робочий стан? Причому прямо в гаражі, власними руками, за допомогою лише базових інженерно-технічних знань і підручних засобів? Правда, перш я ніколи не мав справи з подібним науковим обладнанням, не кажучи вже про те, щоб вміти ним користуватися, і не уявляв, як воно працює. Але цікаво ж не просто запустити стару залізяку в робочий стан - цікаво в усьому самостійно розібратися і перевірити, чи можливо, використовуючи науковий метод, освоїти абсолютно нові області. Так я став відновлювати електронний мікроскоп в гаражі.

У цьому блозі я буду розповідати вам про те, що мені вже вдалося зробити і що ще належить. Попутно я познайомлю вас з принципами функціонування електронних мікроскопів та їх основних вузлів, а також розповім про безліч технічних перешкод, які довелося подолати по ходу роботи. Отже, приступимо.

Щоб відновити опинився у мене мікроскоп хоча б до стану «малюємо електронним променем на люмінесцентному екрані», необхідно було наступне:

  • зрозуміти основи роботи електронних мікроскопів;
  • розібратися в тому, що таке вакуум і який він буває;
  • як вимірюють вакуум і як його отримують;
  • як працюють Високовакуумні насоси;
  • мінімально розібратися в прикладної хімії (які розчинники використовувати для очищення вакуумної камери, яке масло використовувати для змащення вакуумних деталей);
  • освоїти металообробку (токарні та фрезерні роботи) для виготовлення всіляких перехідників і інструментів;
  • розібратися з мікроконтролерами і схемотехнікою їх підключення.

  • Почнемо по порядку. Сьогодні я розповім про принципи роботи електронних мікроскопів. Вони бувають двох типів:

  • просвічує - TEM, або ПЕМ;
  • скануючий - SEM, або РЕМ (від «растровий»).
  • Трансмісійний електронний мікроскоп

    ПЕМ дуже схожий на звичайний оптичний мікроскоп, тільки досліджуваний зразок опромінюється не світить (фотонами), а електронами. Довжина хвилі електронного променя набагато менше, ніж фотонного, тому можна отримати істотно більшу роздільну здатність.

    Фокусування електронного променя і управління ним здійснюються за допомогою електромагнітних або електростатичних лінз. Їм навіть притаманні ті ж спотворення (хроматичні аберації), що і оптичної лінзи, хоча природа фізичного взаємодії тут зовсім інша. Вона, до речі, додає ще й перекручень (викликаних закручуванням електронів в лінзі уздовж осі електронного пучка, чого не відбувається з фотонами в оптичному мікроскопі).

    У ПЕМ є недоліки: досліджувані зразки повинні бути дуже тонкі, тонше 1 мікрона, що не завжди зручно, особливо при роботі в домашніх умовах. Наприклад, щоб подивитися свій волосся на просвіт, його необхідно розрізати уздовж хоча б на 50 шарів. Це пов'язано з тим, що проникаюча здатність електронного променя набагато гірше фотонного. До того ж ПЕМ, за рідкісним винятком, досить громіздкі. Ось цей апарат, зображений нижче, начебто і не такий великий (хоча він вище людського зросту і має цільну чавунну станину), але до нього ще додається блок живлення розміром з великий шафа - разом необхідна майже ціла кімната.


    Зате дозвіл у ПЕМ - найвище. З його допомогою (якщо сильно постаратися) можна побачити окремі атоми речовини.


    University of Calgary


    Такий дозвіл буває особливо корисно для ідентифікації збудника вірусного захворювання. Вся вірусна аналітика ХХ століття була побудована на базі ПЕМ, і тільки з появою більш дешевих методів діагностики популярних вірусів (наприклад, полімеразної ланцюгової реакції, або ПЛР) рутинне використання ПЕМов для цієї мети припинилося.

    Наприклад, ось як виглядає грип H1N1 «на просвіт»:


    University of Calgary


    Скануючий електронний мікроскоп


    SEM застосовується в основному для дослідження поверхні зразків з дуже високою роздільною здатністю (збільшення в мільйон разів, проти 2 тисяч у оптичних мікроскопів). А це вже набагато корисніше в домашньому господарстві :)

    Наприклад, так виглядає окрема щетина нової зубної щітки:

    Те ж саме має відбуватися і в електронно-оптичної колоні мікроскопа, тільки тут опромінюється зразок, а не люмінофор екрана, і зображення формується на основі інформації з датчиків, що фіксують вторинні електрони, пружно-відбиті електрони та інше. Про електронному мікроскопі саме цього типу і піде мова в цьому блозі.

    І кінескоп телевізора, і електронно-оптична колона мікроскопа працюють тільки під вакуумом. Але про це я розповім докладно в наступному випуску.

    (Далі буде)