ЗМІСТ
Введення
1. Історична довідка
2. Просвітчаста електроннамікроскопія
2.1 Джерела електронів
2.2 Система освітлення
2.3 Корекція астигматизму
2.4 Допоміжне устаткування дляОПЕМ
3. Застосування просвітчастогоелектронного мікроскопа
3.1 небіологічного матеріали
3.2 Біологічні препарати
3.3 Високовольтна мікроскопія
3.4 Радіаційне ушкодження
4. Сучасні види ПЕМ
Висновок
Список літератури
ВСТУП
Методи електронної мікроскопії завоювали таку популярність, що вНині неможливо уявити собі лабораторію, що займаєтьсядослідженням матеріалів, їх не применяющую. Перші успіхи електронноїмікроскопії слід віднести до 30-м рокам, коли з її допомогою була виявленаструктура ряду органічних матеріалів і біологічних об'єктів. Вдослідженнях неорганічних матеріалів, в особливості металевих сплавів,позиції електронної мікроскопії зміцнилися з появою мікроскопів з високимнапругою (100 кВ і вище) і ще в більшій мірі завдяки вдосконаленнютехніки отримання об'єктів, що дозволила працювати безпосередньо з матеріалом,а не зі зліпками-репліками. Саме так званої просвічуючої електронноїмікроскопії зобов'язана своєю появою і постійним розвитком теорія дислокацій -механізму пластичної деформації матеріалів. Міцні позиції займаєелектронна мікроскопія і в ряді інших розділів матеріалознавства.
Посилення інтересу до електронної мікроскопії пояснюється рядомобставин. Це, по-перше, розширення можливостей методу завдякипояви самих різних приставок: для досліджень при низьких (до - 150 В° С) івисоких (до 1200 В° С) температурах, спостереження деформації безпосередньо вмікроскопі, дос
лідження рентгенівських спектрів мікроучастков (до 1 мкм іменше) об'єктів, отримання зображень в розсіяних електронах і ін По-друге,істотне підвищення (до 1 Г… і менш) роздільної здатностіелектронних мікроскопів, що зробило їх конкурентоспроможними з автоіоннимімікроскопами в отриманні прямих зображень кристалічної решітки. Нарешті,можливість паралельно з мікроскопічними дослідженнями детально вивчатидифракційні картини аж до спостереження таких тонких деталей, якдифузійне розсіювання електронів.
Все ширше крокує і растрова електронна мікроскопія,сконцентрувала всі досягнення просвічуючої електронної мікроскопії.
1. ІСТОРИЧНАДОВІДКА
Історія мікроскопії - це історія безперервних пошуків людини,прагнув проникнути в таємниці природи. Мікроскоп з'явився в XVII в., І з цих пір наукастала швидко просуватися вперед. Багато поколінь дослідників проводили замікроскопом довгі години, вивчаючи не видимий оку світ. Сьогодні важко собіпредставити біологічну, медичну, фізичну, металографічні,хімічну лабораторії без оптичного мікроскопа: досліджуючи крапельки крові ізріз тканини, медики складають висновок про стан здоров'я людини.Встановлення структури металу і органічних речовин дозволило розробитицілий ряд нових високоміцних металевих і полімерних матеріалів.
Наше століття часто називають електронним століттям. Проникнення втаємниці атома дозволило сконструювати електронні прилади - лампи,електронно-променеві трубки та ін На початку 20-х років у фізиків виникла ідеявикористовувати пучок електронів для формування зображення предметів.Реалізація цієї ідеї породила електронний мікроскоп.
Широкі можливості отримання найрізноманітнішої інформації, втому числі і з ділянок об'єктів, порівнянних з атомом, послужили стимулом довдосконаленню електронних мікроскопів та застосуванню їх практично у всіхгалузях науки і техніки в якості приладів для фізичних досліджень і технічногоконтролю.
Сучасний електронний мікроскоп здатний розрізняти настільки малідеталі зображення мікрооб'єктів, які не в змозі виявити жоденінший прилад. У ще більшою мірою, ніж розміри і форма зображення, вченихцікавить структура мікрооб'єктів; та електронні мікроскопи можуть розповісти нетільки про структуру, але й про хімічний склад, недосконалості будовиділянок мікрооб'єктів розміром в частки мікрометра. Завдяки цьому сферазастосування електронного мікроскопа безперервно розширюється і сам приладускладнюється.
Перші просвічують електронні мікроскопи працювали знапругою, що прискорює електрони, в 30 - 60 кВ; товщина досліджуваних об'єктівледь досягала 1000 Г… (1 Г… - 10 -10 м). В даний часстворені електронні мікроскопи з пришвидшує напругою в 3 МВ, що дозволилоспостерігати об'єкти товщиною вже в кілька мікрометрів. Проте успіхиелектронної мікроскопії не обмежилися тільки кількісним зростанням ускоряющегонапруги. Етапним стало створення серійного растрового електронного мікроскопа(РЕМ), який відразу ж завоював популярність у фізиків, хіміків, металургів,геологів, медиків, біологів і навіть у криміналістів. Найбільш істотніособливості цього приладу - велика глибина різкості зображення, яка накілька порядків вище, ніж у мікроскопа оптичного, і можливістьдослідження масивних зразків практично без будь-якої їх спеціальноюпідготовки. Еволюція ідей фізики нерозривно пов'язана з розвитком методівдослідження, що дозволяють пояснити явища, що відбуваються в мікросвіті. Врозвитку будь-якої науки, що вивчає реальні фізичні тіла, два питання єосновними: як веде себе тіло в тих чи інших умовах? Чому воно веде себепевним чином? Найбільш повний на ці питання відповідь можна отримати, якщорозглядати структуру тіла і його поведінка комплексно, тобто від мікросвязей імікроструктури до макроструктури в макропроцесор. У XIX в, остаточно буласформульована теорія зображення, і фізикам стало очевидно, що для поліпшеннядозволу мікроскопа треба зменшувати довжину хвилі випромінювання, що формуєзображення. Спочатку це відкриття не привело до практичних результатів. Тількизавдяки роботі Луї де Бройля (1924 р.) [1], в якій пов'язувалася довжина хвилічастинки з її масою і швидкістю, з чого випливало, що і для електронів (як ідля світлових золі) повинно мати місце явище дифракції; та Буша (1926 р.),показав, що електричні та магнітні поля діють майже як оптичнілінзи, стало можливим вести конкретну розмову про електронну оптиці.
У 1927 р. американські вчені К. Девіссоі і Л. Джермер спостерігалиявище дифракції електронів, а англійський фізик Д. Томсон і Со-радянської фізик П.С. Тартаковський провели перші дослідження цього явища. На початку 30-х роківакадемік А. А. Лебедєв розробив теорію дифракції в додатку до електронографії[2].
На основі цих основоположних робіт стало можливим створитиелектронно-оптичний прилад, і де Бройль запропонував зайнятися цим одному зсвоїх учнів, Л. Сцілард [2]. Той у розмові з відомим фізиком Д.Табором розповів йому про пропозицію де Бройля, проте Габор переконав Сцілард втому, що будь-який предмет, що знаходиться на шляху електронного променя, згорить дотла і,крім того, живі об'єкти в вакуум перешкодити не можна.
Сцілард відмовився від пропозиції свого вчителя, але до того часувже не існувало труднощів в отриманні електронів. Фізики і радіотехнікиуспішно працювали з електронними лампами, в яких електрони отримували за рахуноктермоелектронної емісії, або, просто кажучи, за рахунок нагрівання нитки(Катода), а спрямований рух електронів до анода (тобто проходження струму черезлампу) формувалося додатком напруги між анодом і катодом. У 1931 р.А. А. Лебедєв запропонував схему електронографа з магнітною фокусуванням пучкаелектронів, яка лягла в основу більшості приладів, виготовлених в нашійкраїні і за кордоном.
У 1931Р.Руденберг подав патентну заявку на просвічуваний електронний мікроскоп, а в1932 М.Кнолль і Е.Руска побудували перший такий мікроскоп, застосувавши магнітнілінзи для фокусування електронів. Цей прилад був попередником сучасногоОПЕМ. (Руска був винагороджений за свої труди тим, що став лауреатом Нобелівськоїпремії з фізики за 1986.) [2]
У 1938 Рускаі Б. фон Борріс побудували прототип промислового ОПЕМ для фірми "Сіме...
