Линзы электронного микроскопа

Существует три основных метода световая оптическая микроскопия, трансмиссионная электронная микроскопия (ТЭМ), растровая (или сканирующая) электронная микроскопия (РЭМ или СЭМ). Методы различаются сферами применения, определяемыми разрешением микроскопа. Разрешающая способность микроскопов определяется длиной волны излучения А, показателем преломления среды между образцом и линзой п р и углом приема линзы 6 [c.353]

Устройство электронного микроскопа (рис. V. 6) в основном аналогично устройству обычного светового микроскопа. В электронном микроскопе вместо оптических проекционных линз (окуляра), оптического конденсора, объектива светового микроскопа применяются специальные электростатические или электромагнитные проекционные линзы 6, конденсоры 2 и объективы 4. В каче- [c.250]

Эмиссионный электронный микроскоп. В эмиссионном микроскопе изображение объекта создается электронами, испускаемыми поверхностью самого объекта. Эмиссия электронов с поверхности образца инициируется нагреванием последнего (термоэлектронная эмиссия), бомбардировкой поверхности электронами или ионами (вторичная электронная эмиссия) и облучением фотонами (фотоэлектронная эмиссия). Испускаемые поверхностью электроны собирательной линзой (иммерсионным объективом) ускоряются и направляются на экран. Вследствие того что разные участки поверхности объекта имеют различную эмиссионную способность, на экране возникают участки неодинаковой яркости, что и является изображением реальной поверхности. На яркость изображения влияет также и рельеф поверхности. [c.155]

Зеркальный электронный микроскоп. Изображение в микроскопе создается зеркалом , состоящим из анода, иммерсионной линзы и объекта (под потенциалом катода). Пучок электронов, идущий от анода, рассеивается поверхностью зеркала в зависимости от отражательной способности разных ее участков. Рассеивание электронов происходит вблизи поверхности образца, несущей контактную разность потенциалов. Контактные разности потенциалов обусловлены неоднородностью состава и рельефа образца,, поэтому видимое изображение на экране картины рассеянных электронов отображает строение поверхности. Разрешение зеркального микроскопа является функцией напряжения поля у поверхности образца и составляет около 100 нм. Так, зеркальный микроскоп JEM-M1 (Япония) имеет разрешение 100 нм при увеличении 1000. Микро- [c.155]

Основное отличие электронного микроскопа от оптического — использование потока электронов вместо лучей света, а вместо стеклянных линз — магнитных или электрических. На рис. 15 приведена упрощенная схема электронного микроскопа просвечивающего типа с магнитными линзами. [c.45]

Электронный микроскоп состоит из электронной пушки — источника быстрых электронов и системы электромагнитных линз, обеспечивающих две или три степени увеличения (объектив, промежуточная линза и проектор). Источник электронов, представляющий собой вольфрамовую нить, дает пучок электронов, фокусирующийся магнитной линзой-конденсором в практически параллельный пучок, который падает на объект. Схематически путь электронного луча в электронном микроскопе показан на рис. 91. [c.155]

Трансмиссионная микроскопия реализуется с помощью трансмиссионных (просвечивающих) электронных микроскопов (ТЭМ рис. 1), в к-рых тонкопленочный объект просвечивается пучком ускоренных электронов с энергией 50-200 кэВ. Электроны, отклоненные атомами объекта на малые 5ТЛЫ и прошедшие сквозь него с небольшими энергетич. потерями, попадают в систему магн. линз, к-рые формируют на люминесцентном экране (и на фотопленке) светлопольное изображение внутр. структуры. При этом удается достичь разрешения порядка 0,1 нм, что соответствует увеличениям до 1,5 10 раз. Рассеянные электроны задерживаются диафрагмами, от диаметра к-рых в значит. степени зависит контраст изображения. При изучении сильно-рассеивающих объектов более информативны темнопольные изображения. [c.439]

Независимо от типа электронные микроскопы состоят из колонны, вакуумной системы и системы электронного питания. Устройство колонны просвечивающего микроскопа схематически показано на рис. 7.7. Источником потока электронов является пушка, состоящая из катода, анода и фокусирующего электрода. Между катодом и анодом создается высокое напряжение, которое разгоняет испускаемые катодом электроны до больших скоростей. По выходе из пушки электроны продолжают двигаться по инерции прямолинейно и равномерно с этими скоростями. По-гок электронов с помощью конденсорной линзы формируется и направляется на исследуемый образец. Проходя через образец, часть электронов в результате столкновений рассеивается на определенный угол. Электроны, рассеивающиеся на большой угол, задерживаются апертурной диафрагмой и в формировании изображения не участвуют. Элект- [c.110]

Наряду с рентгеновскими методами электронная микроскопия также является одним из основных и высокоэффективных методов исследования твердых веществ. Но рентгеновские лучи не могут дать изображения структуры, поскольку их нельзя сфокусировать системой линз. [c.155]

Основным отличием электронного микроскопа от оптического является использование потока электронов вместо лучей света, причем вместо стеклянных линз применяются магнитные или электрические поля (рис. 43). Источником электронов служит вольфрамовая проволока, которая при накаливании испускает поток электронов. Электроны, пролетая через специальную электромагнитную систему, попадают на фотопластинку или на экран, давая увеличенное изображение предмета. [c.129]

Очевидно, что трехмерная визуализация молекулярной структуры (как в случае оптического микроскопа для образцов с размерами в диапазоне 1-100 мкм) позволила бы получить требуемую информацию напрямую. Однако разрешающая способность (т. е. способность различить соседние объекты) такого прибора ограничивалась бы длиной волны излучения или частиц. Так как расстояния между химически связанными атомами обычно находятся в пределах 0,9-3 А(1 А = 10 см), то следовало бы ожидать, что рентгеновское излучение с длинами волн, лежащими в этом диапазоне или вблизи него, может быть использовано для наблюдения молекулярной структуры. К сожалению, такой прямой подход невозможен, так как еще не создан материал, способный фокусировать рентгеновское излучение так же, как это делает стеклянная линза оптического микроскопа. Однако электроны с высокими энергиями, которые имеют подходящую длину волны (которая дается уравнением де Бройля), можно сфокусировать электростатическим полем. Тем не менее электронная микроскопия, хотя и позволяет реально увидеть большие молекулы и в благоприятном случае атомы, все же не может добиться разрешения рентгеновской дифракции (разд. 11.2) и, следовательно, непригодна как метод массового структурного анализа. [c.389]

Электронографический анализ осуществляется на электронографах — электронно-оптических вакуумных приборах, которые могут работать и как электронные микроскопы, позволяя получать теневые электронно-оптические изображения, хотя их работа в этом режиме имеет вспомогательное значение. К таким приборам, например, относится электронограф ЭГ-100А. По ходу электронного пучка сверху он имеет следующие основные узлы электронную пушку (источник электронов) двойную электромагнитную линзу кристаллодержатель, позволяющий осуществлять различные перемещения образцов по отношению к пучку электронов камеры образцов проекционный тубус фотокамеру с флюоресцирующим экраном для визуальной работы низко- и высоковольтные блоки питания пульт управления. В электронографе имеется устройство для исследования газов и паров различны < веществ. Разрешающая способность прибора позволяет получать раздельные дифракционные максимумы при различии в меж-плоскостном расстоянии на 0,001 А. Наблюдение дифракционной картины производится на флюоресцирующем экране или фотографическим методом. Электронографическая картина различна в зависимости от типа снимаемого объекта точечная электронограмма образуется при съемке монокристаллов на просвет и на отражение кольца на электронограмме образуются при исследовании поликристаллических веществ дуги и кольца — от веществ, имеющих текстуру. [c.106]

Как видно из рис. VI. 16 и в, оптическая схема электронного микроскопа просвечивающего типа в основных чертах напоминает оптическую схему обычного светового микроскоца (рис. VI. 1а) с тем отличием, что в электронном микроскопе источник света заменен источником электронов, а стеклянные линзы — электромагнитными или электростатическими. Электронные лучи создаются и формируются специальной электронно-оптической системой, которая называется электронной пушкой. Нагретая до высокой температуры вольфрамовая пить 1 (рис. VI.16 и й) эмитирует электроны, которые, попадая в ускоряющее поле электронной пушки, образуют пучок. В центре анода имеется небольшое отверстие, через которое пролетают электроны, используемые в дальнейшем для образования изображения. Далее электронный пучок попадает в конденсорную линзу 2, которая фокусирует его на исследуемый объект 3. Пройдя через объект, электронные лучи попадают в поле объективной линзы 4, которая создает промежуточное изображение 5, а затем в проекционную линзу 6, направляющую электронные лучи на флюоресцирующий экран и образующую конечное изображение 7. Флюоресцирующий экран покрыт веществом, способным светиться под действием ударов электронов (сульфид цинка, сульфид кадмия). Благодаря этому электронное изображение превращается в световое и становится видимым. Электронное изображение может быть зафиксировано на фотопластинке. [c.170]

Из проекционной линзы электроны попадают на фотопластинку или на экран, который покрыт веществом, светящимся под ударами электронов. На экране возникает изображение частиц, увеличенное в 10—25 тыс. раз. Дальнейшее увеличение осуществляется при фотографировании объектов. Так как воздух сильно мешает движению электронов, то в электронном микроскопе поддерживается глубокий вакуум — до 1,3 10" атм. [c.46]

Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) в принципе сходна с оптической микроскопией, но вместо светового пучка используется пучок электронов, а обычные стеклянные линзы заменяют электростатические и/или электромагнитные поля. [c.101]

Оптическая схема электронного микроскопа близка к схеме обычного светового. Катод, представляющий собой вольфрамовую проволоку, при накаливании испускает электроны. В результате разности потенциалов между катодом и анодом, равной нескольким десяткам киловольт, электроны со значительной скоростью движутся к аноду и проходят через отверстие б магнитную линзу. Линза фокусирует пучок электронов в плоскости объекта. Электроны, прошедшие сквозь объект, попадают во вторую магнитную линзу, которая создает в плоскости увеличенное изображение объекта. Чтобы сделать это электронное изображение видимым, в данной плоскости устанавливают флюоресцирующий экран. Получаемое видимое изображение объекта называют промеи<уточным. Часть электронов, несущих определенную часть общего изображения, проходит через отверстие в центре экрана и при помощи третьей магнитной линзы фокусируется в увеличенном виде в плоскости. В плоскости конечного изображения также имеется флюоресцирующий экран, превращающий электронное изображение в световое. Под флюоресцирующим экраном помещается кассета с обычной фотографической пластинкой, которую можно заэкспонировать. [c.131]

Рис. 10.2-8. ЭЗМА Схема сканирующего электронного микроскопа для получения изображений во вторичных и отраженных электронах и для рентгеновского микроанализа. Электронный пучок фокусируется электромагнитными конденсорными линзами.

Современные промышленные электронные микроскопы позволяют наблюдать, изменяя величину токов в электромагнитных линзах, как изображение образца, так и картину электронной дифракции. [c.102]

В большинстве случаев исследования дифракции полимеров проводят с использованием просвечивающих электронных микроскопов (разд. 27.2). Современные конструкции электронных микроскопов позволяют переходить от изображения к дифракции путем простой коммутации линз. Интерференционная картина, получающаяся в фокусной плоскости объектива, увеличивается и проектируется на экране (рис. 29.1). [c.135]

РЭМ и РМА в действительности два очень похожих прибора. Поэтому некоторые фирмы сконструировали приборы, которые могут работать как рентгеновский микроанализатор и как растровый электронный микроскоп высокого разрешения. На рис. 1.1 приведена блок-схема такого комбинированного прибора. В этом приборе как детектор вторичных электронов, так и детекторы рентгеновского излучения установлены ниже конечной линзы. Для количественного рентгеновского анализа и для измерения интенсивности рентгеновского излучения от легких элементов желательно иметь по крайней мере [c.10]

Рентгеноспектральный микроанализ основан на возбуждении электронным зондом характеристич. рентгеновского излучения исследуемого образца (см. Рентгеновская спектроскопия). Рентгеновские микроанализаторы создают на основе просвечивающих и растровых электронных микроскопов. Они состоят из электронной пушки с системой линз для формирования электронного зонда, рентгеновского спектрометра, к-рый разлагает излучение в спектр и преобразует его в электрич. сигналы, и регистрирующей системы. В приборе поддерживается высокий вакуум. По спектру характеристич. рентгеновского излучения определяют атомные номера элементов, а по интенсивности спектральных линий — их концентрации. Метод примен. для качеств. и количеств, определения всех хим. элементов, начиная с В абсолютные и относит, пределы обнаружения соотв. 10" —10 г и 10 —10 %. Относит, стандартное отклонение при количеств, анализе 0,02—0,05. Объем образца, к-рый можно анализировать данным методом, зависит гл. оор. от энергии первичных электронов [1—50 кэВ, или (0,16—8)-10 Дж], плотности образца, степени поглощения излучения и составляет 0,1—10 мкм . Рентгеноспектральный анализ примеп. для определения состава микровключений, распределения элементов в тонких слоях и фазового анализа твердых в-в, [c.701]

Растровый (сканирующий) электронный микроскоп включает следующие основные узлы катод, испускающий электроны, электромагнитные линзы для сбора излучения, детектор электронов и систему электроники для формирования изображения [10]. Электроны фокусируются в тонкий электронный зонд диаметром менее 10 нм, которым поверхность образца построчно сканируется. При взаимодействии узкого электронного пучка с поверхностью образца он испускает излучение видимого и рентгеновского диапазона, приводящее к обратному рассеянию. Прибор позволяет получать объемное изображение объекта, поразительно сходное с изображением при освещении светом и наблюдении глазом, так как испускаемые вторичные электроны достигают детекторной системы по кривым траекториям, воспроизводя изображение даже тех частей объекта, которые находятся в тени . [c.357]

Электронная микроскопия. В электронном микроскопе вместо света используется поток электронов в безвоздушной среде, на пути которых находится анод. Источником электронов является электронная пушка (вольфрамовая проволока, разогреваемая до 2500 — 2900 °С). Роль оптических линз играют электромагниты. Между вольфрамовой нитью и анодом создается электрическое поле с напряжением 30 000 — 50 000 В, что сообщает электронам большую скорость, и они, проходя через отверстие анода, попадают в первую электромагнитную линзу (конденсор). Электронные лучи при выходе из конденсора собираются в плоскости исследуемого [c.10]

Новую эпоху в изучении клетки открыло применение электронного микроскопа, в котором объект рассматривается в потоке электронов, проходящих через электромагнитные линзы. Электронный микроскоп позволил гораздо глубже проникнуть в тонкие субмикроскопнче-ские структуры, увидеть даже некоторые крупные молекулы и их агрегаты, открыть новые органоиды, описать детали строения тех из них, которые при исследовании в световом микроскопе представлялись однородными. [c.21]

Растровая (сканирующая) микроскопия. В растровых электронных микроскопах (РЭМ рис. 2) электронный луч, сжатый магн. линзами в тонкий (1-10 нм) зонд, сканирует пов-сть образца, формируя на ней растр из неск. тыс. параллельных линий. Возникающее при электронной бомбардировке пов-сги вторичные излучения (вторичная эмиссия электронов, оже-электронная эмиссия и др.) регистрируются разл. детекторами и преобразуются в видеосигаалы, модулирующие электронный луч в ЭЛТ. Развертки лучей в колонне РЭМ и в ЭЛТ синхронны, поэтому на экране ЭЛТ появляется изображение, представляющее собой картину распределения интенсивности одного из вторичных излучений по сканируемой [c.440]

Фокусирующая система предназначена для увеличения изображения. Она состоит из объективной и одной или нескольких проекционных линз. Объективная линза является очень важной частью электронного микроскопа, свойствами которой во многом определяется качество изображения. Проекционные линзы служат для увеличения первичного изображ ения, сформированного объективной линзой. [c.173]

Размеры и форму коллоидных частиц можно определить методом электронной микроскопии. В электронном микроскопе вместо световых лучей используется пучок быстро движущихся электронов. Для фокусировки электронного пучка применяются электронные линзы — электромагнитные катушки, создающие электрические и магнитные поля. Увеличенное изoJбpaжeниe объекта проецируется на светящийся (флуоресцирующий) экран. Для электронного микроскопа предел разрешения, характеризующий способность прибора различать мелкие, близко расположенные детали объекта, составляет 0,2— [c.189]

Наилучшее разрешение в микроскопии может быть достигнуто с электронными микроскопами просвечивающего типа (трансмис-сионньпйи). Для формирования изображения в ТЭМ применяется мо-нокинетический пучок быстрых электронов, ускоренный высоким напряжением (50-100 кВ или даже 1 МВ), которые фокусируются электронными линзами (электрическим или магнитным полем). Изображение объекта проецируется на флуоресцирующий экран или фотопластинку. Ход лучей в просвечивающем электронном и оптическом микроскопе практически идентичен, высокое разрешение ТЭМ достигается исключительно за счет короткой длины волны электронного луча. Чтобы электронный пучок прошел в микроскопе весь путь (до 100 см) без соударений, в колонне микроскопа применяется высокий вакуум (Ю -Ю мм рт. ст.). [c.354]

Это уравнение похоже на формулу для расчета предела разрешающей способности обычного просвечивающего электронного микроскопа. При ускоряющем напряжении 10 кВ и 30 кВ, если Ссф = 2 см, предельное разрешение составляет 3,2 и 2,1 нм соответственно (рис. 2.1,6). Если образец расположен внутри объективной линзы, как в просвечивающем растровом электронном микроскопе (ПРЭМ), то Ссф уменьшается приблизительно от 20 до 3 мм [5] из-за меньшего фокусного расстояния, а величина мин приближается к значению, характерному для стандартного просвечивающего прибора. Поскольку необходимо иметь зонд с током [, существенно большим нуля, для получения полезного сигнала вторичных электронов или рентгеновского излучения величина мин должна быть больше теоретического предела разрешения прибора. [c.18]

Один способ преодоления этих трудностей был предложен Гаррисом оса ждавшим в влектропреципитаторе капельки сравнительно малолетучих жидко стеи на влажную желатиновую пленку по которой они растекались образуя двояковыпуклые линзы После высыхания пленки капельки удалялись с помощью растворителя с образовавшихся на поверхности пленки ямок делались реплики и фотографировались в электронном микроскопе Зная размеры ямок можно рассштать размеры капепек [c.232]

На рис. 10.2-8 изображена конфигурация современного растрового электронного микроскопа. Электронный пучок формируется в результате эмиссии с катода из вольфрама или гесксаборида лантана (ЬаВе). Электроны ускоряются до энергий от 1 до 50 кэВ. Ток зонда составляет от 10 пА до 1 мкА. При помощи системы электромагнитных линз пучок фокусируется до диаметра от 1 до 100 нм и направляется на поверхность образца. Точка анализа, линия и область сканирования задаются при помощи генератора развертки пучка. [c.332]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология