- Электронная микроскопия
-
Электро́нный микроско́п (ЭМ) — микроскоп, отличающиийся возможностью получать сильно увеличенное изображение объектов, используя для их освещения электроны.[1]
В отличие от оптического микроскопа, в электронном микроскопе используют потоки электронов и магнитные или электростатические линзы.[2]
Некоторые электронные микроскопы позволяют увеличивать изображение в 2 млн раз, в то время как максимальное увеличение лучших оптических микроскопов достигает 2000 раз. Как электронные, так и оптические микроскопы имеют ограничения в разрешающей способности в зависимости от длины волн.
В электронных микроскопах используются электростатические или электромагнитные линзы для формирования изображения 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.
Содержание
Виды электронных микроскопов
- Просвечивающий электронный микроскоп
- Растровый электронный микроскоп
- Отражательный электронный микроскоп
- Растровый просвечивающий электронный микроскоп
- Фотоэмиссионный электронный микроскоп
Первые три основных вида при использовании дополняют друг друга.[3]
История создания электронного микроскопа
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.
Сферы применения электронных микроскопов
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
- Delong Group
- FEI Company — США (слилась с Philips Electron Optics)
- FOCUS GmbH — Германия
- Hitachi — Япония
- Nion Company — США
- JEOL — Япония (Japan Electro Optics Laboratory)
- Teskan s.r.o. — Чехия
- Carl Zeiss NTS GmbH — Германия
См. также
Примечания
Wikimedia Foundation. 2010.
