81. Устройство и принцип действия электронного микроскопа

По своему принципиальному устройству оптические и электронные микроскопы имеют много общего. Но стеклянные линзы в оптическом микроскопе заменяются в электронном микроскопе на электронные или магнитные линзы. Матовая пластинка оптического микроскопа заменяется на флуоресцентный экран в электронном микроскопе. Электроны, необходимые для получения изображения в электронном микроскопе, имитируются катодом, который нагревается за счёт электрического тока. Полученные электроны ускоряются с помощью высокого напряжения, изменяя величину этого напряжения можно изменить и скорость движения электронов. Разрешающая способность электронных микроскопов(d) составляет величину порядка 0,3 нм. Электронный микроскоп подразделяются на: электр.микроскопы для исследования поверхности; электр.микроскопы просвечивающие(трансмиссионные) – для их использования необходимо, чтобы образцы можно было подготовить очень малой толщины для того, чтобы сквозь него могли пройти электроны.

Оптическая схема просвечивающего электронного микроскопа:

1-источник электронов; 2-линза конденсаторная; 3-образец; 4-линза объективная; 5-1-е увеличенное изображение; 6- линза промежуточная; 7- 2-е увеличенное изображение; 8- линза проекционная; 9-3-е увеличенное изображение

Принцип работы: поток электронов от источника 1 фокусируется конденсаторной линзой 2 на образце 3. Лучи, прошедшие через образец, с помощью объективной линзы 4 образуют первое увеличенное изображение 5. С помощью промежуточной линзы 6 и проекционной 8 это проектное изображение ещё дважды увеличивается. Таким образом, трижды увеличенное конечное изображение можно наблюдать на флуоресцентном экране.

82. Получение изображения в электронном микроскопе

Основную роль в получении изображения в электронном микроскопе играют явления дифракции и рассеивания. В зависимости от рассеивающей способности образца пучок электронов, который проходит через образец, имеет различный апертурный угол:

Так как образец имеет кристаллическую структуру, то лучи фокусируются объективной линзой Ол на флуоресцентном экране и дают точки I1, I1, I3 с различной интенсивностью света, которая приводит к оптическому выявлению трёх кристаллов для данного примера. По аналогии с оптическим микроскопом в данном случае изображение на схеме говорит о светопольном изображении. Это связанно с тем, что изображение образуется электронами, которые не рассеяны или рассеяны под очень небольшим углом.

83. Подготовка образцов для просвечивающей микроскопии

Для подготовки образцов для просвечивающей микроскопии применяется 2 основных метода:

1.метод тонких фольг – чтобы изготовить тонкую фольгу для образца, необходимо сначала вырезать заготовку толщиной 0, 1-1 мм. Затем эту заготовку утоняют. Чаще всего утонение выполняют с помощью шлифовальной бумаги либо используют химический метод или эл/химический. После утонения следует тонкая полировка, процесс проводят таким образом, чтобы хотя бы в 1 месте фольги образовалось маленькое отверстие. Клинообразные области, расположенные вокруг этого отверстия достаточно тонкие, что и позволяет их исследовать в электронном микроскопе на просвет. Утонение и получение отверстий в фольге можно также выполнить ионной бомбардировкой.

2.метод реплик(слепок) – для исследования структуры на поверхности массивных образцов, которые не прозрачны для электронов используют этот метод. Для этого готовят шлиф образца и изготавливают реплику, которая должна достаточно хорошо передавать поверхность рельефа и быть достаточно прозрачной. Сам материал реплики должен быть полностью бесструктурным и хорошо отделяться от поверхностного шлифа, не разрушаясь. По способу получения реплики делятся на: оксидные, лаковые, конденсатные . На поверхность шлифа наносится раствор органического вещества, которое после испарения растворителя образует твёрдую плёнку реплики, которая копирует поверхностный рельеф шлифа. Затем реплику механически отделяют от шлифа. Иногда применяют химическую или эл/хим способ отделения плёнки от шлифа.