دورة تطوير المجهر الإلكتروني
تكوين المجهر الإلكتروني
مصدر الإلكترون: هو الكاثود الذي يطلق الإلكترونات الحرة، ويقوم الأنود الحلقي بتسريع الإلكترونات. يجب أن يكون فرق الجهد بين الكاثود والأنود مرتفعًا جدًا، وعادة ما يتراوح بين عدة آلاف فولت و3 ملايين فولت.
الإلكترونات: تستخدم لتركيز الإلكترونات. بشكل عام، يتم استخدام العدسات المغناطيسية، وأحيانًا يتم استخدام العدسات الكهروستاتيكية. وظيفة العدسة الإلكترونية هي نفس وظيفة العدسة البصرية في المجهر الضوئي. تركيز العدسة البصرية ثابت، بينما يمكن تعديل تركيز العدسة الإلكترونية، لذلك لا يحتوي المجهر الإلكتروني على نظام عدسة متحرك مثل المجهر الضوئي.
جهاز الفراغ: يستخدم جهاز الفراغ للتأكد من حالة الفراغ في المجهر، بحيث لا يتم امتصاص الإلكترونات أو انحرافها في مسارها.
رف العينات: يمكن وضع العينة بشكل ثابت على رف العينات. بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما تكون هناك أجهزة يمكن استخدامها لتغيير العينة (مثل النقل، والتدوير، والتدفئة، والتبريد، والتمدد، وما إلى ذلك).
الكاشف: إشارة أو إشارة ثانوية تستخدم لجمع الإلكترونات. الأنواع يمكن الحصول على إسقاط العينة مباشرة بواسطة المجهر الإلكتروني النافذ. في هذا المجهر، تمر الإلكترونات عبر العينة، لذلك يجب أن تكون العينة رقيقة جدًا. يتم تحديد سمك العينة من خلال الوزن الذري للذرات التي تتكون منها العينة، وجهد الإلكترونات المتسارعة والدقة المطلوبة. يمكن أن يتراوح سمك العينة من عدة نانومترات إلى عدة ميكرونات. كلما زاد الوزن الذري وانخفض الجهد الكهربي، يجب أن تكون العينة أرق.
من خلال تغيير نظام العدسات للعدسة الشيئية، يمكن للأشخاص تكبير صورة تركيز العدسة الشيئية مباشرة. ومن هذا، يمكن للناس الحصول على صور حيود الإلكترون. باستخدام هذه الصورة، يمكن تحليل التركيب البلوري للعينة.
في المجهر الإلكتروني النافذ المفلتر للطاقة (EFTEM)، يقيس الأشخاص تغير سرعة الإلكترونات أثناء مرورها عبر العينة. ومن ذلك يمكننا استنتاج التركيب الكيميائي للعينة، مثل توزيع العناصر الكيميائية في العينة.
دورة تطوير المجهر الإلكتروني
في عام 1931، قام الألمانيان M. Noel وE. ruska بتعديل راسم الذبذبات عالي الجهد باستخدام مصدر إلكتروني لتفريغ الكاثود البارد وثلاث عدسات إلكترونية، وحصلا على صورة مكبرة أكثر من عشر مرات. تم اختراع المجهر الإلكتروني النافذ، مما أكد إمكانية تكبير التصوير بواسطة المجهر الإلكتروني. في عام 1932، بعد تحسين روسكا، وصلت دقة المجهر الإلكتروني إلى 50 نانومتر، وهو ما يعادل حوالي عشرة أضعاف دقة المجهر الضوئي في ذلك الوقت، متجاوزًا حد دقة المجهر الضوئي، لذلك بدأ الناس في انتبه إلى المجهر الإلكتروني. وفي الأربعينيات من القرن العشرين، استخدم هيل من الولايات المتحدة جهاز الاستجماتيزم لتعويض عدم التماثل الدوراني للعدسة الإلكترونية، مما أحدث طفرة جديدة في دقة المجهر الإلكتروني ووصل تدريجياً إلى المستوى الحديث. في الصين، تم تطوير المجهر الإلكتروني النافذ بنجاح في عام 1958 بدقة 3 نانومتر، وتم تصنيع مجهر إلكتروني كبير بدقة 0.3 نانومتر في عام 1979.
