Метод оттенения

Для повышения контраста изображения и определения пространственного расположения структурных образований в образце производят оттенение. Наиболее простым методом оттенения является напыление углерода или тяжелого металла под углом к поверхности образца. Угол оттенения зависит от размеров структурных образований, глубины рельефа поверхности и составляет 5—45°. Наибольшее отложение происходит на участках, находящихся под прямым углом к потоку распыляемого материала. На закрытых участках распыляемый материал не осаждается совсем или осаждается в очень малой степени (рис. 7.10). [c.114]

Используя метод оттенения, можно определить глубину структурного элемента к по длине тени I и углу оттенения у. [c.117]

Метод оттенения позволяет не только увеличить контрастность изображения, но и установить размеры деталей исследуемых объектов. Для этого по микрофотографиям измеряют длину тени и, зная угол оттенения, вычисляют высоту детали объекта Л по формуле [c.188]

Контрастность в изображении лаковых пленок создается в результате различной толщины отдельных участков пленки. Однако вследствие того, что органические вещества обладают слабой способностью рассеивать электроны, получить с них контрастное изображение можно только в том случае, если разность между основной средней толщиной пленки и углублениями и возвышениями достаточно велика. Так как практически выполнить это условие довольно трудно, то лаковые отпечатки необходимо оттенять напылением тяжелым металлом. Подробно о методе оттенения сказано ниже. Метод лаковых реплик без оттенения прост и не требует специального оборудования. [c.185]

Рис. 24. Схематическое изображение распределения металла при применении метода оттенения.

Рис. 26. Неоднозначность в определении высоты объекта но методу оттенения. Пунктиром показаны другие возможные рельефы поверхности, приводящие к возникновению тени той же длины.

Все сказанное выше относительно метода оттенения остается справедливым, пока работают с электронными микроскопами, обладающими разрешающей способностью около 30—50 А. Однако применение современных электронных микроскопов с высоким разрешением позволило установить, что практически все напыленные слои в той или иной степени обладают зернистой структурой. Это вполне естественно, так как из общих соображений следует, что атомы металлов, нанесенные на подложку, проявляют тенденцию к агрегированию (см. стр. 208). Величина агрегатов в первую очередь зависит от относительной величины энергии взаимодействия наносимых атомов между собой и атомов с поверхностью, т. е. от природы атомов и поверхности, а также степени однородности поверхности, в частности ее топографии. Очевидно, нанример, что на гладкой поверхности скола монокристалла атомы, характеризующиеся слабым взаимодействием с поверхностью, будут мигрировать по ней и образовывать сравнительно крупные агрегаты. Кроме того, имеет значение температура подложки, угол падения атомов относительно поверхности и скорость испарения металла. [c.86]

До сих пор грануляция в напыленных слоях рассматривалась как нежелательное явление, ограничивающее разрешение на микрофотографиях, полученных при помощи методов оттенения или реплик. Однако в согласии с законами диалектики [c.88]

Однако по отношению к оттененным металлом репликам полностью остаются справедливыми замечания, сделанные ранее применительно к методу оттенения — разрешение здесь в основном определяется зернистостью напыленного слоя,что, в свою очередь, зависит от природы поверхности и металла и условий напыления. Поэтому результаты, получаемые различными авторами в различных условиях, могут существенно отличаться друг от друга, в особенности в случае предварительно оттененных реплик. Это следует всегда иметь в виду и не прида- [c.113]

Образование островков и агрегатов атомов является также причиной очень большой неровности и неоднородности слоя, так что нередко понятие толщина слоя теряет почти всякий смысл. Неровность слоя может быть значительно усилена при косом напылении, когда каждый агрегат затеняет область, зависящую от угла падения и размеров агрегата. Затененная область, не получающая материала для построения слоя, отстает в развитии. Это явление лежит в основе метода оттенения, применяемого в электронной микроскопии. На фото 55 приведена микрофотография грубо неоднородного слоя алюминия, полученного напылением под углом 10° на коллодиевую пленку [10]. [c.211]

Рис. 35. Метод оттенения металлами в электронной микроскопии. Длина тени в направлении пучка атомов металла равна /г с1 0, где /г—высота частицы и 0—угол, под которым атомы металла попадают

Электронная микроскопия для изучения структуры поверхности кристаллических тел получила широкое распространение после разработки различных методов приготовления реплик и метода оттенения, которые подробно описаны в монографии Лукьяновича [58]. Наилучшее разрешение обеспечивают углеродные реплики, методика приготовления которых предложена Бредли [109]. Разрешение, достигаемое с помощью этого метода, [c.33]

В последнее время в практику электронной микроскопии вошли различные методы окрашивания , отличающиеся от метода оттенения тем, что их применение пе приводит к увеличению размеров объектов. Особенно четкое и детальное изображение дает метод негативного контраста [54, 218]. Он состоит в том, что на образец наносят нейтральные растворы, содержащие атомы тяжелых металлов (фосфорновольфрамовую кислоту или ура-нилацетат) в этих условиях атомы тяжелых металлов не соединяются с компонентами вирусов, а создают окрашенный фон, заполняя все отверстия и трещины, [c.38]

РИС. 10.1. Схема обработки образцов для электронной микроскопии. Коричневым цветом показан слой тяжелых атомов. А, Обработка образца по методу оттенения. Б. Негативное контрастирование. d — длина тени, а — угол оттенения. h = d tg а — высота объекта толщина слоя металла пропорциональна sin /3. [c.179]

Электронная микроскопия изучает в основном структуры частиц, таких, как вирусы, фаги и рибосомы, и макромолекул. Данные о размерах таких объектов и некоторая информация о их структуре могут быть получены методом оттенения. Частицы (в растворе или суспензии) наносят на сетку, покрытую пленкой-подложкой методом опрыскивания. Жидкость быстро испаряется, образец помещают в вакуум, после чего напыляют тяжелый металл. Для этого требуется кипящий металл при температуре раскаленного добела вольфрама, чего можно достигнуть либо обматывая металлическую проволоку вокруг вольфрамовой спирали (рис. 3-8), либо помещая небольшие кусочки напыляемого металла в вольфрамовый контейнер. Атомы металла движутся по прямой во всех направлениях в том случае, когда вакуум достаточно высок. Если испарение проводят под острым углом (рис. 3-9), металл будет покрывать только одну сторону образца, а сетка будет покрыта полностью, за исключением участка в тени образца. Если известны вертикальное (Н) и горизонтальное (Ь) расстояния от источника испаряемого металла до образца, то высоту частицы над поверхностью решетки (Л) можно рассчитать по длине тени, отбрасываемой образцом (й), так как = Таким образом можно определить размеры частицы. На рис. 3-10 показано исследование фагов этим методом. [c.71]

Метод оттенения обычно менее эффективен в случае меньших макромолекул, поскольку сами тени имеют меньший размер, а влияние зернистости подложки становится значительным. Многие из этих трудностей можно обойти при использовании метода негативного контрастирования, описанного в следующем разделе. [c.71]

Аппарат Дv я испарения в вакууме или для нанесения пленки методом оттенения. [c.72]

Электронная микрофотография бактериофага Т4 Е. соИ, полученная методом оттенения. Теми указаны стрелками. (Любезно предоставил Джонатан Кинг.) [c.73]

Часто наблюдаются такие случаи, когда объект имеет детали, размер которых превышает разрешаемое мп] роскопом расстояние, однако вследствие низкой контрастности изображения эти детали не различимы. Поэтому, чтобы полностью использовать разрешающую способность электронного микроскопа и получить высококачественные электронно-микроскопические изображения, пользуются специальными приемами, иозвол.яющими уси.иить контрастность объекта. Наиболее эффективным и широко распространенным методом увеличения контрастности реплик является метод оттенения, который заключается в том, что на исследуемый объект или на его отпечаток в вакууме нанглляется слой тяжелого металла под некоторым углом к поверхности. Благодаря наклонному направлению пучка частиц металла оттеняющий слой на объекте напыляется неравномерно. В тех местах, где поверхность объекта находится под прямым углом к направлению [c.187]

От геометрической поверхности переходят к истинной или адсорбционной поверхности, умножая ее на фактор шероховатости , величину которого принимают равной единице для поверхности жидкости и близкой к единице для непористых порошков [401 (см. подраздел В данного раздела — определение пористости). Однако неясно, какой величиной этого множителя нужно пользоваться для массивных металлов. Часто пользовались дробными множителями между 1 и 2, однако Ридил, Боуден и их сотрудники [41] показали, что для протянутых или подвергавшихся электрополировке металлов этот множитель равен 3 или большей величине, которая может достигать 13 для свежеотполированного никеля. В принципе подробные сведения о шероховатости поверхности можно получить при помощи многолучевой интерферометрии [42] или электронномикроскопического изучения методом оттенения. В ин-терферометрическом методе поверхность помещают вблизи оптически гладкой поверхности кварца таким образом, чтобы образовался тонкий клин, который дает интерференционные полосы (получаемые при отражении или пропускании), смещаемые неправильностями поверхности. Если исследуемая поверхность и плоскость покрыты тонким однородным слоем серебра, нанесенным на них испарением, то картина интерференционных полос, образуемых многократным отражением, становится более ясной. Топография поверхности может быть получена контурнрованием через интервалы по 30. В методе оттенения проекции выступов или впадин проявляются после того, как их склоны или ступени покроют атомами золота из молекулярного пучка, направленного под косым углом к поверхности. Подобного рода исследования проводились для того, чтобы детально проследить изменения, происходящие при росте кристаллов и образовании пленок металлов, а определение таким способом фактора шероховатости едва ли целесообразно. С другой стороны, подробные сведения о топографии поверхности монокристаллов, вероятно, важны для отнесения активности их граней за счет поверхностных дислокаций, выступов, изломов и т. п. [c.168]

Далее, при помощи стереокомпаратора на снимках можно непосредственно измерить высоту отдельных деталей объекта, что далеко не всегда удается осуществить по методу оттенения. Хорошие результаты в пространственной трактовке электронномикроскопических стереопар получены таким путем, например, при исследовании скелетов диатомовых водорослей — здесь удалось составить схемы их довольно сложного строения, рассчитанные по стереоскопическим данным (фото 1) [7]. В по-еледнее время описаны приборы, позволяющие проводить, хотя и приближенную, но простую по выполнению интерпретацию стереоснимков [8], а также и стереоизмерения с высокой точностью [9]. Предложен также несложный прием для упрощения количественной обработки стереоснимков, например, реплик с поверхности тел, обладающих развитым рельефом. Препарирование проводят таким образом, чтобы возле реплики с объекта находилась углеродная реплика с шарика полистирола известного диаметра [10]. По диаметру шарика градуируют шкалу стереомикрометра. Поэтому измерения глубины можно делать без предварительного точного определения угла наклона объекта при съемке, а также отпадают ошибки в определении увеличения микроскопа и неточности при фотообработке негативов. [c.24]

Возможные ошибки нри определении толш,ины палочкообразных объектов по методу оттенения и способы устранения этих ошибок детально рассмотрены в статье [57]. [c.83]

Наилучшими слоями в отношении контрастности, зернис-гости, химической устойчивости и устойчивости во время электронной бомбардировки являются, вероятно, слои из чистой латины. Платина сплавляется с вольфрамом, поэтому возникают трудности при ее испарении. Платину лучше испарять не из спирали, как обычно принято, а с /-образной вольфрамовой проволоки, на которую навешивается кусочек платиновой проволоки. Хорошие результаты могут быть получены также при катодном распылении платины в- атмосфере кислорода [58]. При этом на объекте образуются не кристаллики платины, а мельчайшие частицы окиси платины, размеры которых находятся за пределом разрешения микроскопа. Было найдено, что сплав платины с палладием испарять легче, чем одну платину [54]. Если не имеется готового сплава, то на вольфрамовую нить наносят кусочки металлов в соотношении Р1 Рс1 как 3 1 но весу. При нагревании первым плавится палладий, который затем сплавляется с платиной и предотвращает взаимодействие платины с вольфрамом. Слои палладия обладают достаточной рассеивающей способностью, но под действием интенсивного электронного облучения в них протекают процессы грануляции. В начальной стадии развития метода оттенения часто применяли золото, пока не была замечена его тенденция также образовывать зернистую структуру под действием электронного пучка. Эта тенденция может быть ослаблена сплавлением золота с марганцем. Что касается толщины наносимых слоев платины, ее сплава с палладием и урана, то в зависимости от объекта ее варьируют в пределах от 3 до 15 А. [c.84]

Зернистость напыленных слоев в настоящее время превратилась в одну из наиболее важных проблем электронной микроскопии высокого разрешения [62]. Зернистость ограничивает возможности методов оттенения и реплик, так как очевидно, что нельзя с уверенностью обнаружить детали структуры объекта, которые по своим размерам сопоставимы с размерами агрегатов в напыленных слоях. Размытость теней из-за зернистости слоя также устанавливает предел точности определения высоты объектов в методе оттенения. Поэтому возникла необходимость детального изучения зернистости напыленных слоев применительно к целям электронно-микроскопического исследования. В этом направлении сделаны пока только первые шаги. Сложность задачи обусловливается большим числом факторов, влияющих на структуру напыленных слоев. К сожалению, исследователи нередко недоучитывают это обстоятельство и проявляют склонность абсолютизировать результаты, полученные ими для частного случая. В качестве примера на фото 12 приведены микрофотографии тонких слоев различных материалов (рассчитанная толщина слоя составляла 2 [хг/сл ), полученных Фуками [63] напылением на поверхность скола кристалла каменной соли. Автор отмечает отсутствие зернистости в слоях углерода, агрегаты размером 30—50 А имеются в слоях палладия и урана и 20—30 А— в слоях платины и родия. Наилучшие результаты для тяжелых металлов дает силав платины и палладия, взятых в отношении 4 1, который автор и рекомендует для получения предварительно оттененных реплик. Вредли [64], напротив, указывает, что в случае сплава золота с нал- [c.86]

Заканчивая рассмотрение метода оттенения, следует еще раз отметить, что нри раЭЬте с не очень высоким разрешением он обычно вполне надежен. Достоинства и простота метода настолько очевидны, что он превратился в один из наиболее распространенных приемов в электронной микроскопии. Положение меняется, если применяют электронный микроскоп с разрешающей способностью 10—15 А, и здесь исследователь должен относиться с большим вниманием и осторожностью к трактовке получаемых результатов. т [c.90]

Для исследования в электронном микроскопе кристаллы толщиной от 200 до 600 А (толщина кристаллов оценивалась по методу оттенения) наносились из спиртовой суспензии на подложку с дырками и фотографировались те участки, которые Приходились над отверстиями. Увеличение микроскопа определялось при помощи частиц латекса точность определения увеличения была около2%. [c.189]

Дополнительные данные относительно топографии поверхности мог т быть получены при помощи специальных методик. Используемый в оптической микроскопии метод, который при малой глубине фокуса дает возможность исследовать рельеф поверхности образца различной фок хировкой прибора, для электронного микроскопа не пригоден, так как для него глубина фокуса велика по сравнению с величиной разрешающей способности и часто больше, чем исследуемые изменения рельефа поверхности. Топография поверхности может быть изучена при помощи так называемого метода оттенения. Молекулярный пучок металла распространяется прямолинейно в высоком вакууме. Такой пучок (обычно берется золото или хром) направляется на образец под косым углом, и металл оседает на той стороне поверхностного рельефа, которая [c.149]

H. Konig [227], 24, 1951, 167—171 Кёниг для изучения поверхности стекла рекомендовал специальный метод оттенения с помощью окиси платины. [c.282]

Для наблюдения объектов молекулярных размеров необходимо, чтобы они имели или более высокую электронную плотность, чем подложка (что в случае частиц, содержащих главным образом атомы углерода и водорода, невозможно) или чтобы с объектов снимались реплики, которые обладали бы высокой электронной плотностью. Последний путь можно осуществить с помощью метода оттенения, когда пучок атомов металла, испаряющихся с раскаленной нити, направляется на подложку под некоторым углом к ней (рис. 35). На поверхности образца образуется однородная пленка металла, за исключением тех мест, где макромолекулы (или другие интересуюише нас объекты) возвышаются над поверхностью. В этих местах с одной стороны объекта [c.120]

Разрешающая способность современных электронных микроскопов, определяемая длиной волнового движения электронов, достигает 3—5 А (ангстрем), т. е. она на —2 порядка выше таковой обычных микроскопов. Для увеличения контрастности фотографий, полученных с помощью электронных микроскопов, с большим успехом используются методы оттенення , опылива-ния исследуемых препаратов частицами золота, платины и других тяжелых металлов, обладающих способностью сильно рассеивать электроны. [c.20]

Из всех приборов, которыми располагает вирусолог, электронный микроскоп — один из самых мощных. Изображение объекта получается в результате рассеяния потока электронов исследуемым образцом. Присутствие в образце тяжелых атомов улучшает изображение, так как чем выше атомный номер, тем больше рассеяние. Приготовление образца — дело чрезвычайной важности. Ввиду необходимости высушивания водного раствора, содержащего вирусы, присутствие в нем нелетучих солей крайне нежелательно. Используя лиофильную сушку, можно в значительной степени избежать уплощения полых объектов, происходящего при обычном высушивании образца. Еще одним техническим усовершенствованием является метод оттенения, который состоит в том, что испаряющиеся атомы тяжелых металлов напыляют на объект с одной стороны, вследствие чего позади объекта образуются тени, по форме которых можно судить о многих деталях формы объекта [23, 556]. Одной из самых красивых иллюстраций этого метода является изображение крупного вируса насекомых — радужного вируса долгоножки, полученного с помощью метода двойного напыления, который нозволи.ч выявить присущую частицам этого вируса икосаэдрическую симметрию (см. гл. VIII) [5541. [c.38]

В ранних электронно-микроскопических исследованиях для контрастирования вирусных частиц использовали метод оттенения тяжелыми металлами. Такое оттенение затрудняло исследование деталей поверхности, но позволяло получить информацию об общем размере и форме сухой частицы. В тех случаях, когда техника оттенения при исследовании сферических вирусов применялась с достаточно высоким экспериментальным мастерством и проводилось сравнение форм теней, наблюдаемых на электронных микрофотографиях, с тенями, образуемыми моделями, иногда удавалось сделать заключение о симметрии наружной поверхности вирусной оболочки. Например, Харрисон и Никсон [727] пришли к выводу о том, что некоторые вирусы, распространяющиеся через почву, имеют форму икосаэдра, ио не представляют собой ромбододекаэдр. Вильямс и Смит [1910] применили метод двойного оттенения под двумя разными углами для получения более точных данных о симметрии частиц крупного вируса насекомых (радужный вирус долгоножки). Однако в случае мелких вирусов растений нанесение двойного слоя металла затемняло детали и результаты оказывались пеудовле-творительными [727]. При изучении более крупного вируса раневых опухолей двойное оттенепие оказалось полезным и было установлено, что частицы этого вируса, представляющие собой многогранники, имеют форму икосаэдра [199]. [c.86]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология