Основные шаги в развитии знаний о микро-и наномире

В квантовой механике электрон рассматривается в качестве волны, на которую, в свою очередь, можно воздействовать электрическими или магнитными линзами. Это воздействие полностью соответствует законам привычной геометрической оптики. На этом основан принцип действия электронных микроскопов. Применение электронных микроскопов позволило значительно расширить возможность исследования вещества на микроскопическом уровне. Разрешающая способность таких микроскопов увеличена на порядки. Вместо света в данном устройстве используются сами электроны, которые представляют собой излучение со значительно более короткой длиной волны. По аналогии с оптическими микроскопами в электронных микроскопах вместо стеклянных линз применяются электронные линзы, представляющие собой поля с соответствующей конфигурацией. Пучки электронов не могут распространяться без рассеяния даже в газовых средах, поэтому внутри электронного микроскопа вдоль всей траектории электронов должен поддерживаться высокий вакуум.

По методике применения электронные микроскопы можно разделить на два класса (рисунок 5.2.1): просвечивающие электронные микроскопы (ПЭМ) и сканирующие (СЭМ). [8,10].

а б.

Рис. 2.2.1. Современные конструкции электронных микроскопов: а — просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ), б — сканирующий электронный микроскоп (СЭМ)

Примеры изображений, получаемых при использовании разных методов электронной микроскопии, показаны на рисунке 5.2.2.

Рисунок 2.2.2 Примеры изображений, получаемых при использовании разных методов электронной микроскопии: а — изображение внутриклеточных включений, б — изображение коллагена

Из-за необходимости тщательной подготовки образцов и обеспечения высокого вакуума внутри всей экспериментальной установки, работа с электронными микроскопами является достаточно сложной. Сканирующие электронно-зондовые микроскопы (СЭЗМ), разработанные в 1970 г., лишены этих недостатков [8,10].