ФЭНДОМ


Transmission Electron Microscope

Электронный микроскоп

ADN animation

Двойная спираль ДНК

Электро́нный микроско́п (ЭМ) — микроскоп, отличающиийся возможностью получать сильно увеличенное изображение объектов, используя для их освещения электроны.[1]

Электрон, обладая свойствами не только частицы, но и волны, позволяет использовать опорное электронное излучение в микроскопии подобно использованию света в оптических микроскопах

Длина волны электронного излучения зависит от его энергии, а энергия электрона равна E = Ve, где V — разность потенциалов, проходимая электроном, e — заряд электрона. Длины волн электронного излучения при прохождении разности потенциалов 200 000 В составляет разрешение порядка 0,1 нанометра. Электронное излучение легко фокусировать электромагнитными линзами, так как электрон — заряженная частица. Электронное изображение может быть легко переведено в видимое. Современные электронные микроскопы обеспечивают субатомное разрешение.

В отличие от оптического микроскопа, в электронном микроскопе используют потоки электронов и магнитные или электростатические линзы.[2][3]

В электронных микроскопах формирование изображения производится путем управления пучком электронов и концентрации его на отдельных участках изображения подобно тому, как оптический микроскоп использует стеклянные линзы для фокусирования света на (или сквозь) изображении.

Однако, в 2006 году немецкие ученые Штефан Хелль (Stefan Hell) и Мариано Босси (Mariano Bossi) из Института биофизической химии разработали оптический микроскоп (наноскоп‎ ), позволяющий наблюдать объекты размером около 10нм.

Виды электронных микроскопов Править

Первые три основных вида при использовании дополняют друг друга.[4]

История создания электронного микроскопа Править

Успехам в области теоретической и экспериментальной физики обязаны открытием электрона с его свойствами. Это привело к созданию основ электронной оптики (ЭОП). Прямым намёком на такую возможность явилась гипотеза волновой природы электрона, выдвинутая в 1924 году Луи де Бройлем и экспериментально подтвержденная в 1927 году К. Дэвиссоном и Л. Джермером в США и Дж. Томсоном в Англии.

Главным приложениям ЭОП являлось изобретение и создание Электронного микроскопа (ЭМК) в 1930-х годах, построенного по аналогии, по законам волновой оптики, но с применением электрических и магнитных полей для фокусировки электронных лучей.

В 1931 году Р. Руденберг получил патент на просвечивающий электронный микроскоп, а в 1932 году М. Кнолль и Э. Руска построили первый просвечивающий микроскоп, применив магнитные линзы для фокусировки электронов. (Э. Руска за данный вклад стал лауреатом Нобелевской премии по физике за 1986 год).

Растровый электронный микроскоп (РЭМ) был изобретен в 1952 Чарльзом Отли. И лишь после ряда технических усовершенствований он был внедрен в производство в середине 1960-х годов.

Прибор с объемным изображением и электронным выходным сигналом нашел большое применение в науке и технике.

В 1979 году в Цюрихе Гердом Биннигом и Генрихом Рорером был изобретен сканирующий растровый туннельный микроскоп (РТМ). Этот простой по устройству прибор обеспечивает атомное разрешение поверхностей. За свою работу по созданию (РТМ) Бинниг и Рорер (одновременно с Руской) получили Нобелевскую премию по физике.[5]

В связи с со сложностью управления опорным источником «осещения» — электронным лучем, его фокусировки, применения туннельного саособа сканирования + игла и др. и с другой стороны созданием более стабильных с большей разрешающей способностью микроскопов с использованием рентгеновского луча, оптических микроскопов (наноскопов), (Ближнепольного оптического микроскопа), электронные микроскопы находят всё меньшее применение.

Сферы применения электронных микроскопов Править

Полупроводники и хранение данных

  • Редактирование схем
  • Метрология 3D
  • Дефектный анализ
  • 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

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 Править

  • Delong Group
  • FEI Company — США (слилась с Philips Electron Optics)
  • FOCUS GmbH — Германия
  • Hitachi — Япония
  • Nion Company — США
  • JEOL — Япония (Japan Electro Optics Laboratory)
  • TESCAN — Евросоюз
  • Carl Zeiss NTS GmbH — Германия

См. также Править

Ссылки Править

  1. http://www.krugosvet.ru/articles/13/1001359/1001359a1.htm
  2. http://www.ioffe.rssi.ru/journals/jtf/1999/08/p133-134.pdf
  3. http://lib.e-science.ru/book/104/cont/4_1_9.html
  4. http://www.krugosvet.ru/articles/13/1001359/1001359a1.htm
  5. http://www.krugosvet.ru/articles/13/1001359/1001359a3.htm
bs:Elektronska mikroskopija

ca:Microscopi electrònic cs:Elektronový mikroskop da:Elektronmikroskop de:Elektronenmikroskop en:Electron microscope es:Microscopio electrónico fi:Elektronimikroskooppi gl:Microscopio electrónico he:מיקרוסקופ אלקטרוני hr:Elektronski mikroskop id:Mikroskop elektron it:Microscopio elettronico ja:電子顕微鏡 mk:Електронски микроскоп ms:Mikroskop elektron nl:Elektronenmicroscopie no:Elektronmikroskop pl:Mikroskop elektronowy pt:Microscópio eletrônico ro:Microscop electronic sh:Elektronski mikroskop simple:Electron microscope sr:Elektronski mikroskop sv:Elektronmikroskop vi:Kính hiển vi điện tử zh:電子顯微鏡