Elektronu mikroskopi, mikroskopija
Elektronu mikroskopija ir nozare, kas pētī vielas ar elektronu mikroskopiem, elektronu mikroskopu uzbūvi, attēlu veidošanos elektronu mikroskopos un paraugu sagatavošanu elektronmikroskopiskajiem pētījumiem.
Elektronu mikroskopijas uzdevums ir noteikt vielas mikrostruktūru, sastšvu un uz virsmas vai mikrotilpumos lokalizētos elektriskos un magnētiskos laukus, kā arī konstruēt jaunus elektronu mikroskopus, izstrādāt paraugu preparēšanas un iegūtās informācijas analīzes metodes un izzināt elektronoptisko attēlu veidošanās mehānismus. Tās metodes lieto galvenokārt cietvielām.
Ja elektronu mikroskopam pievieno īpašas palīgierīces (gāzes mikrokameras), var izpētīt arī gāzes un šķidrumus. To izmanto dažādu procesu dinamikas pētījumos - izšķirtspēja līdz 10-10 sekundes. Paraugus, kuru biezums ir no 10-105 angstrēmu (plānās kārtiņas, folijas), pētī caurstarojošos elektronu mikroskopos, kuros elektronu enerģija ir robežās no 1 keV līdz 5 MeV. Masīvu ķermeņu virsmu izpētī ar necaurstarojošiem restra elektronu mikroskopiem, spoguļu elektronu mikroskopiem, jonu un elektronu projektoriem.
Galvenās paraugu gatavošanas metodes elektronu mikroskopijā ir elektriskā un ķīmiskā pilēšana, nošķēlumu metode, apšaude ar joniem, uzputināšana vakuumā, repliku metode. Vielām, kas elektronus izkliedē difūzi (amorfām vielām), elektronu kikroskopu attēlu analīzei izmanto apmlitūdas elektronu mikroskopiju, kristāliem - fāžu elektronu mikroskopijas metodes. Ar interferences elektronu mikroskopijas (fāžu elektronu mikroskopijas paveids) var noteikt parauga iekšējo elektrisko potenciālu, ar Lorenca elektronu mikroskopiju - iekšējos magnētiskos un elektriskos laukus. Paraugu lokālo sastāvu pēc iegūtajiem elektronu mikroskopu attēliem noteic ar elektronogrāfijas metodēm vai ar katodluminiscento vai rentgenosprketrālo mikroanalīzi.
Bioloģijā elektronu mikroskopiju izmanto šūnas organoīdu un ārpusšūnu veidojumu, makromolekulu (piemēram, DNS) pētīšanā. Rastra elektronu mikroskops sniedz iespēju pētīt šūnas virsmu. Preparātu sagatavošanas tehnoloģija nodrošina objekta struktūras saglabāšanos un atsevišķu elementu izšķiršanai nepieciešamo kontrastu.
Elektronu mikroskops. Tā ir iekārta, kurā daudzkārt palielinātu priekšmetu attēlu veido elektronu kūlis. Tādas ierīces attēlu palielina desmitiem un pat simtiem tūkstošu reižu.
Pirmo elektronmikroskopisko attēlu ieguva vācu zinātnieki M.Knolls un E.Ruska 1931.gadā pašu izgatavotajā caurstarojošajā elektronu mikroskopā (CEM). Ar CEM pētī priekšmetus caurejošos elektronu kūļos. CEM optiskā sistēma atrodas kolonnā, kurā ir vakuums. Izejot cauri priekšmetam, daļa elektronu tiek izkliedēta, un tos aiztur apertūras diafragma. Elektroni, kas izgājuši cauri priekšmetam, tiek fokusēti elektronu lēcu sistēmā, un uz luminiscējošā ekrāna vai fotoplates veidojas palielināts attēls. CEM ir liela izšķirtspēja (2-3 angstrēmi), ar tiem var novērot atsevišķus atomus, kristālrežģa atomplaknes.
1938.gadā M.Ardens Vācijā un 1942.gadā V.Zvorkins ASV izveidoja rastra elektronu mikroskopu (REM), ar ko var pētīt gan elektroniem caurspīdīgus gan necaurspīdīgus objektus. REM uz pētījamo objektu tiek virzīts šaurs elektronu kūlis, kas skenē objekta virsmu. Elektroniem mijiedarbojoties ar objektīvu, rodas sekundarie un atstarotie elektroni, rentgenstarojums, gaisma. Šos starojumus uztver un pārveidotus pastiprinātā elektriskā signālā, ievada kineskopā. Uz ekrāna novēro palielinātu objekta attēlu. Ar REM pētī objektu mikroreljefu, ķīmiskā sastāva sadalījumu pa virsmu, p-n pārejas. REM izšķirtspēja ir 30-200 angstrēmu.
Emisijas elektronu mikroskopa attēlu veido paša objekta emitētie elektroni, ja objektu silda, bombardē ar primāro elektronu kūli, apgaismo vai tam pieslēdz stipru elektrisko lauku. Eisijas elektronu mikroskopa lietošanas iespējas ir šauri specializētas.
Spoguļu elektronu mikroskopu izmanto galvenokārt objektu virsmas elektrostatistiskā potenciāla sadalījuma un magnētiskā mikrolauka vizualizācijai. Galvenais spoguļu elektronu mikroskopa elements ir elektronu spogulis, kas uz ekrāna atstaroto elektronu kūlī veido attēlu.
Caurejošā starojuma elektronu mikroskops.
Saites.
Mikroskopi.
