Екзаменаційний білет № 6

1. Оптичні методи аналізу для різних ділянок електромагнітного спектру. Електронна (UV-Vis), коливальна (ІЧ, Раман- комбінаційне розсіювання), мікрохвильова спектроскопія. Акустичні (УЗ)-методи. (БІЛЕТ 5 питання 3)

2. Мікроскопія –електронна, електронна растрова, тунельна растрова, атомна силова.

Мікроскопія (рос. микроскопия, англ. microscopy, нім. Mikroskopie f – сукупність методів застосування мікроскопа і способи виготовлення мікроскопічних препаратів.

Електронний мікроскоп — прилад для отримання збільшеного зображення мікроскопічних предметів, в якому використовуються пучки електронів. Електронні мікроскопи мають більшу роздільну здатність порівняно з оптичними мікроскопами, окрім того вони можуть застосовуватися також для отримання додаткової інформації щодо матеріалу й структури об'єкта.

Принцип дії

В електронному мікроскопі для отримання зображення використовуються фокусовані пучки електронів, якими бомбардується поверхня досліджуваного об'єкта. Зображення можна спостерігати різними способами — в променях, які пройшли через об'єкт, у відбитих променях, реєструючи вторинні електрони або рентгенівське випромінювання. Фокусування пучка електронів відбувається за допомогою спеціальних електронних лінз.

Електронні мікроскопи можуть збільшувати зображення у 2 млн. разів. Висока роздільна здатність електронних мікроскопів досягається за рахунок малої довжини хвилі електрона. В той час, як довжина хвилі видимого світла лежить в діапазоні від 400 до 800 нм, довжина хвилі електрона, прискореного у потенціалі 150 В, становить 0,1 нм. Таким чином, в електронні мікроскопи можна теоретично розглядати об'єкти розміром з атом, хоча практично здійснити це важко.

Тунельний мікроскоп - мікроскоп, який дозволяє отримувати зображення поверхні твердого тіла практично на атомному рівні за рахунок тунелювання електронів.

Тунельний мікроскоп винайшли Герд Біннінг і Генріх Рорер із швейцарського відділення IBM, за що отрималиНобелівську премію з фізики за 1986 рік разом із винахідником електронного мікроскопа Ернстом Рускою.

Принцип дії

Принцип дії тунельного мікроскопу оснований на пропусканні тунельного струму між тонким щупом і поверхнею.Щуп сканує поверхню в горизонтальній площині і переміщається у вертикальній площині таким чином, щоб підтримувати струм на постійному рівні. Вертикальні переміщення задаються прикладеною напругою, яка й фіксується для кожної точки поверхні, дозволяючи побудувати рельєф.

Атомний силовий мікроскоп (англійське скорочення: AFM) — високотехнологічний науковий прилад, що дозволяє отримувати зображення поверхні зразків із роздільною здатністю порядку кількох нанометрів та маніпулювати наноскопічними об'єктами, наприклад, окремими молекулами.

Принцип дії

В атомному силовому мікроскопі поверхню сканує тонкий щуп, розташований на кінці консольної балки, яку називаютькантилевером. Високоточне переміщення поверхні під щупом забезпечують п'єзоелектричні елементи, які змінюють свою довжину в залежності від прикладеної напруги. Рухаючись над нерівною поверхнею, щуп підіймається і опускається, і ці дуже малі вертикальні переміщення детектуються за допомогою лазерного променя, який падає на верхню поверхню консольної балки з прикріпленим дзеркалом. Хоча вертикальні переміщення дзеркала дуже малі, відбитий від нього промінь відхиляється на кут, досить значний, щоб його можна було виміряти за допомогою матричного фотодетектора. Отриманий сигнал аналізується за допомогою електроніки й перетворюється в зображення поверхні. Для забезпечення постійної сили між поверхнею та щупом і запобігання пошкоджень, використовується електронний механізм зворотного зв'язку.

Скануючий електронний мікроскоп (англ. Scanning Electron Microscope, SEM) - науковий прилад, що дозволяє одержувати зображення поверхні зразка з великою роздільною здатністю (менше мікрометра). Зображення, одержані за допомогою растрового електронного мікроскопа, є тривимірними і зручними для вивчення структури сканованої поверхні. Ряд додаткових методів (EDX, WDX- методи), дозволяє отримувати інформацію про хімічний склад приповерхневих шарів.