Електронно-променеві прилади

Електронний мікроскоп – прилад для спостерігання та фотографування багаторазово збільшеного (до 106 разів) зображення об’єкта за допомогою пучків електронів, прискорених до енергій 30- 1000 КеВ і більше в умовах вакууму.

Розділяються на:

-просвічувальні електронні мікроскопи (ПЕМ);

-надвисоковольтні електронні мікроскопи (НВЕМ);

-растрові електронні мікроскопи (РЕМ);

-просвічувально – растрові електронні мікроскопи (ПРЕМ);

-скануючі тунельні (зондовий) мікроскопи (СТМ) або атомарно- силовий мікроскоп (АСМ).

Електронно-променеві прилади

Хід променів в електронному мікроскопі, призначеному для отримання зображення тонкого об'єкту в електронних променях такий же, як в аналогічному оптичному мікроскопі.

Воптичному мікроскопі контраст обумовлений різним поглинанням світлових променів в різних частинах об'єкту.

Велектронному мікроскопі електрони в об'єкті не поглинаються, а розсіюються. Ділянки об'єкту з більшою щільністю або товщини розсіюють електрони сильніше і відхиляють їх на більший кут. Відмінність у ступені розсіяння електронів різними частинами об'єкту і використовується для формування контрастного зображення в електронній мікроскопії.

Якщо зображення виходить за допомогою електронних променів відхилених

воб'єкті на малі кути, то воно називається світлопольним. Зображення може бути сформоване і за допомогою променів розсіяних на великі кути, а електрони з малими кутами відхилення до площини зображення за допомогою якихось пристосувань не пропускаються. В цьому випадку зображення називається темнопольним.

Електронно-променеві прилади

Хід променів у трилінзовому електронному мікроскопі: 1 - електронна гармата; 2 - конденсорний блок; 3 - освітлювальна діафрагма; 4 - зразок у предметній площині об’єктивної лінзи; 5 - об’єктивна лінза; 6 - апертурна діафрагма, задня фокальна площина об’єктивної лінзи; 7 - площина першого проміжного зображення, предметна площина для проміжної лінзи (проміжна діафрагма); 8 - проміжна лінза; 9 - фокальна площина проміжної лінзи; 10 - площина другого проміжного зображення, проекційна діафрагма; 11 - проекційна лінза; 12 - фокальна площина об’єктива; 13 - кінцеве зображення.

Електронно-променеві прилади

Зовнішній вигляд електронного мікроскопа ПЕМ-125К

Електронно-оптична схема ПЕМ: 1 - катод; 2 - фокусувальний циліндр; 3- прискорювач; 4- перший (короткофокусний) конденсор, що створює зменшене зображення джерела електронів; 5 - другий (довгофокусний) конденсор, що переносить зменшене зображення джерела електронів на об’єкт; 6-об’єкт; 7- апертурна діафрагма об’єктива; 8- об’єктив; 9, 10, 11- система проекційних лінз; 12-катодолюмінесцентний екран.

Електронно-променеві прилади

Зовнішній вигляд мікроскопа РЕММА 102-01 виробництва ВАТ „Selmi” (м. Суми)

Схема растрового електронного мікроскопа (РЕМ): 1 - ізолятор електронної гармати; 2- V- подібний термокатод; 3 - фокусувальний електрод; 4- анод; 5 - конденсорні лінзи; 6 -діафрагма; 7- двоярусна відхиляюча система; 8-об’єктив; 9- апертурна діафрагма об’єктива; 10-об’єкт.

Електронно-променеві прилади

Схема реєстрації інформації об об’єкті в РЕМ; 1-первинний пучок електронів; 2-детектор вторинних електронів; 3-детектор рентгенівського випромінювання; 4-детектор віддзеркалених електронів; 5-детектор оже- електронів; 6-детектор світлового випромінювання; 7 - детектор електронів, що пройшли; 8 - схема для реєстрації струму, що пройшов скрізь об’єкт електронів; 9-схема для реєстрації струму, що поглинувся в об’єкті електронів; 10-схема для реєстрації наведеного на об’єкті електричного потенціалу.

Електронно-променеві прилади

Тунельний мікроскоп (скануючий тунельний мікроскоп) - прилад, в якому для отримання зображення поверхні електропровідного твердого тіла зразок сканується металевим вістрям. Дія заснована на тунельному ефекті. Роздільна здатність порядку міжатомних відстаней. За допомогою приладів даного типу можна проводити дослідження об’єктів, що знаходяться у вакуумі, на повітрі та в рідині.

Зображення кантілевера атомно-силового мікроскопу та отримане зображення поверхні.

Реалізація атомарної роздільної здатності на скануючому тунельному мікроскопі.

Електронно-променеві прилади

Потенціалоскопи, напівтонові трубки або трубки пам'яті це прилади, що працюють в режимі перезарядного зчитування і застосовуються для накопичення та відтворення інформації.

У основі дії потенціалоскопа лежить накопичення електричних зарядів на поверхні мішені - потенціалоносія. Накопичений заряд розподіляється по мішені відповідно до записуваної інформації, і потім цей розподіл накопиченого заряду знову перетвориться у вихідний сигнал.

Таким чином, робота потенціалоскопа складається з двох операцій:

1.Запис інформації, тобто накопичення заряду на поверхні мішені;

2.Зчитування.

Запис - це процес створення на поверхні мішені потенційного рельєфу, що зберігається і відповідає інформації, що записується.

В результаті зчитування потенційний рельєф перетвориться у вихідний сигнал, що дає досить точні відомості про раніше записану інформацію.