Ύλη ένατου µαθήµατος. Οπτικό µικροσκόπιο, Ηλεκτρονική µικροσκοπία σάρωσης, Ηλεκτρονική µικροσκοπία διέλευσης.



Σχετικά έγγραφα
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΟ. Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο Διέλευσης ή Διαπερατότητας

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ

Μεγεθυντικός φακός. 1. Σκοπός. 2. Θεωρία. θ 1

Τι είναι η ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ; Τι μέγεθος έχει το μικρότερο αντικείμενο που μπορούμε να δούμε; Τι πληροφορίες μπορούμε να αποκομίσουμε και με τι ευκρίνεια;

Το οπτικό μικροσκόπιο και ο τρόπος χρήσης του

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ

Φυσικές Επιστήμες Σχολή Θετικών Επιστημών και Τεχνολογίας

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ

Σύγχρονο Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο Διέλευσης. Transition Electron Microscopy TEM

Γεωμετρική Οπτική. Πρόκειται δηλαδή για μια ισοφασική επιφάνεια που ονομάζεται μέτωπο κύματος.

Κεφάλαιο 35 ΠερίθλασηκαιΠόλωση. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΟΠΤΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΩΝ

Μέθοδοι έρευνας ορυκτών και πετρωμάτων

Οι δύο θεμελιώδεις παράμετροι προσδιορισμού της ταχύτητας του φωτός στο κενό: Διηλεκτρική σταθερά ε0 Μαγνητική διαπερατότητα μ0

1) Να οριστεί η δοµή των στερεών. 2) Ποιες είναι οι καταστάσεις της ύλης; 3) Τι είναι κρυσταλλικό πλέγµα και κρυσταλλική κυψελίδα;

Κυματική Φύση του φωτός και εφαρμογές. Περίθλαση Νέα οπτικά μικροσκόπια Κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ

Νέα Οπτικά Μικροσκόπια

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ

ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ

ΠΟΥ ΔΙΑΔΙΔΕΤΑΙ ΤΟ ΦΩΣ

Πρόοδος µαθήµατος «οµικής και Χηµικής Ανάλυσης Υλικών» Χρόνος εξέτασης: 3 ώρες

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

Theory Greek (Cyprus) Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) (10 μονάδες)

Όλα τα θέματα των εξετάσεων έως και το 2014 σε συμβολή, στάσιμα, ηλεκτρομαγνητικά κύματα, ανάκλαση - διάθλαση ΑΝΑΚΛΑΣΗ ΔΙΑΘΛΑΣΗ

Δομική και Χημική Ανάλυση Υλικών

ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΟ ΣΑΡΩΣΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ (SCANNING ELECTRON MICROSCOPE) S.E.M.

Ατομική Φυσική. Η Φυσική των ηλεκτρονίων και των ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων.

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ

Σημειώσεις Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας

ΙΑΤΡΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΥΠΕΡΗΧΟΓΡΑΦΙΑ

Οι δύο θεμελιώδεις παράμετροι προσδιορισμού της ταχύτητας του φωτός στο κενό: Διηλεκτρική σταθερά ε0 Μαγνητική διαπερατότητα μ0

ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΗ ΟΠΤΙΚΗ. Ερωτήσεις κλειστού τύπου. Ερωτήσεις ανοικτού τύπου

Άσκηση 1 η Το κοινό σύνθετο μικροσκόπιο και το φυτικό κύτταρο

Οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία µε λ [ m] (ή 0,01-10Å) και ενέργεια φωτονίων kev.

Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 5

Λ.Χ. Μαργαρίτης ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑΣ, ΜΕΡΟΣ A. Τμήμα Βιολογίας Μάθημα: ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΚΥΤΤΑΡΟΥ Γ εξάμηνο.

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ

ΑΝΑΚΛΑΣΗ. β' νόμος της ανάκλασης: Η γωνία πρόσπτωσης και η γωνία ανάκλασης είναι ίσες.

Κεφάλαιο 33 ΦακοίκαιΟπτικάΣτοιχεία. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Οπτική και κύματα Δημήτρης Παπάζογλου Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών Πανεπιστήμιο Κρήτης Γεωμετρική Οπτική

Εισαγωγή Στοιχεία Θεωρίας

2. Οι ενεργειακές στάθµες του πυρήνα ενός στοιχείου είναι της τάξης α)µερικών ev γ)µερικών MeV

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 1 ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ ΚΑΙ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΚΗ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ

Ακτίνες Χ (Roentgen) Κ.-Α. Θ. Θωμά

ΟΔΟΝΤΙΑΤΡΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΓΡΑΦΙΑ

Οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με λ [ m] (ή 0,01-10Å) και ενέργεια φωτονίων kev.

Κρυσταλλικές ατέλειες στερεών

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ «ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΚΥΤΤΑΡΟΥ» Ονοµατεπώνυµο...ΑΜ...

Εφαρμοσμένη Οπτική. Γεωμετρική Οπτική

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ

Theory Greek (Greece) Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) (10 Μονάδες)

Ύλη έβδοµου µαθήµατος

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ

Παραγωγή ακτίνων Χ. V e = h ν = h c/λ λ min = h c/v e λ min (Å) 12400/V

Μελέτη συστήματος φακών με τη Μέθοδο του Newton

ΑΝΑΚΛΑΣΗ. β' νόμος της ανάκλασης: Η γωνία πρόσπτωσης και η γωνία ανάκλασης είναι ίσες.

Όλα τα θέματα των εξετάσεων έως και το 2014 σε συμβολή, στάσιμα, ηλεκτρομαγνητικά κύματα, ανάκλαση - διάθλαση Η/Μ ΚΥΜΑΤΑ. Ερωτήσεις Πολλαπλής επιλογής

ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΗ ΟΠΤΙΚΗ. Ανάκλαση. Κάτοπτρα. Διάθλαση. Ολική ανάκλαση. Φαινόμενη ανύψωση αντικειμένου. Μετατόπιση ακτίνας. Πρίσματα

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΦΑΚΩΝ. Ηλεκτροστατικοί και Μαγνητικοί Φακοί Βασική Δομή Μαγνητικών Φακών Υστέρηση Λεπτοί Μαγνητικοί Φακοί Εκτροπές Φακών

ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΗ ΟΠΤΙΚΗ. G. Mitsou

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 - ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

Theory Greek (Greece) Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) (10 Μονάδες)

Ηλεκτρονική Μικροσκοπία

Κυματική φύση της ύλης: ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ. Φωτόνια: ενέργεια E = hf = hc/λ (όπου h = σταθερά Planck) Κυματική φύση των σωματιδίων της ύλης:

Μετρήσεις Διατάξεων Laser Ανιχνευτές Σύμφωνης Ακτινοβολίας. Ιωάννης Καγκλής Φυσικός Ιατρικής Ακτινοφυσικός

Φύση του φωτός. Θεωρούμε ότι το φως έχει διττή φύση: διαταραχή που διαδίδεται στο χώρο. μήκος κύματος φωτός. συχνότητα φωτός

ΠΕΡΙΘΛΑΣΗ H κυματική φύση του φωτός το πρόβλημα, η λύση

Σχηματισμός ειδώλων. Εισαγωγή

Ανάκλαση Είδωλα σε κοίλα και κυρτά σφαιρικά κάτοπτρα. Αντώνης Πουλιάσης Φυσικός M.Sc. 12 ο ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΠΕΡΙΣΤΕΡΙΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. Οπτική και Ηλεκτρονική Μικροσκοπία

7 σειρά ασκήσεων. Για την επίλυση των προβλημάτων να θεωρηθούν γνωστά: σταθερά του Planck 6, J s, ταχύτητα του φωτός στον αέρα m/s

ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 5 Απρίλη 2015 Φως - Ατοµικά Φαινόµενα - Ακτίνες Χ

Κυματική Φύση του φωτός και εφαρμογές. Περίθλαση Νέα οπτικά μικροσκόπια Κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ

Προγραμματισμός Ύλης Έτους Τάξη Α Κοινός Κορμός

Εισαγωγή στην οπτική μικροσκοπία

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

Βασικές διαδικασίες παραγωγής πολωμένου φωτός

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ 2/6/2005 ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

Σχήμα 9-1: (α) Το σύνθετο μικροσκόπιο του Janssen (1595) στο Middleburg Museum (β) Το μικροσκόπιο του van Leeuwenhoek (1670).

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ

Το μικροσκόπιο ως αναλυτικό όργανο. Το μικροσκόπιο δεν μας δίνει μόνο εικόνες των παρασκευασμάτων μας.

7.1 ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΣΤΙΑΚΗΣ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ ΦΑΚΩΝ

HMY 333 Φωτονική Διάλεξη 12 Οπτικοί κυματοδηγοί

Περι - Φυσικής. ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 5 Απρίλη 2015 Φως - Ατοµικά Φαινόµενα - Ακτίνες Χ. Θέµα Α. Ενδεικτικές Λύσεις

Ακτινοσκόπηση. Σοφία Κόττου. Επίκουρη Καθηγήτρια. Εργαστήριο Ιατρικής Φυσικής. Ιατρική Σχολή Πανεπιστημίου Αθηνών

ΟΡΓΑΝΟΛΟΓΙΑ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΩΝ ΜΕΤΡΗΣΗΣ: ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ ΦΘΟΡΙΣΜΟΥ, ΦΩΣΦΩΡΙΣΜΟΥ, ΣΚΕΔΑΣΗΣ ΕΚΠΟΜΠΗΣ, ΧΗΜΕΙΟΦΩΤΑΥΓΕΙΑΣ

Φυσικά Μεγέθη Μονάδες Μέτρησης

3. Απλά οπτικά όργανα

Το υποσύστηµα "αίσθησης" απαιτήσεις και επιδόσεις φυσικά µεγέθη γενική δοµή και συγκρότηση

1 ο ΘΕΜΑ Α. Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙKΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΦΥΕ η ΕΡΓΑΣΙΑ

I λ de cos b (8.3) de = cos b, (8.4)

ιατµηµατικό µεταπτυχιακό πρόγραµµα «Οπτική και Όραση» Ασκήσεις Οπτική Ι ιδάσκων: ηµήτρης Παπάζογλου

Transcript:

ιάλεξη 9 η

Ύλη ένατου µαθήµατος Οπτικό µικροσκόπιο, Ηλεκτρονική µικροσκοπία σάρωσης, Ηλεκτρονική µικροσκοπία διέλευσης.

Μέθοδοι µικροσκοπικής ανάλυσης των υλικών Οπτική µικροσκοπία (Optical microscopy) Μελέτη µορφολογικών χαρακτηριστικών, απλή και φθηνή τεχνική, εύκολη επεξεργασία των αποτελεσµάτων, τυπική µεγέθυνση (x 1000). Ηλεκτρονική µικροσκοπία (Electron microscopy) Μελέτη µορφολογικών χαρακτηριστικών, τυπική µεγέθυνση (x 1000000), υψηλό κόστος.

Οπτικό µικροσκόπιο

Γενικά Το οπτικό µικροσκόπιο είναι οπτικό σύστηµα για την παρατήρηση αντικειµένων υπό µεγέθυνση, µε τη βοήθεια του φωτός. Η παρατήρηση µπορεί να γίνεται είτε µέσω του ανακλώµενου είτε µέσω του διερχόµενου φωτός από τα προς παρατήρηση αντικείµενα. Το οπτικό µικροσκόπιο χρησιµοποιείται σε µια ευρεία περιοχή εφαρµογών όπως είναι η Χηµεία, η Βιολογία, η Μεταλλουργία, η Επιστήµη των Υλικών κλπ.

Είδη οπτικών µικροσκοπίων Το απλούστερο µικροσκόπιο είναι ο απλός µεγεθυντικός φακός, ο οποίος όµως δεν ξεπερνά µια µέγιστη µεγέθυνση της τάξης του είκοσι (x 20) στην καλύτερη περίπτωση. Το σύνθετο µικροσκόπιο είναι ένα οπτικό όργανο που χρησιµοποιείται για την παρατήρηση, υπό µεγέθυνση (µέχρι και x 1000), αντικειµένων που βρίσκονται κοντά στον παρατηρητή.

Σύνθετο µικροσκόπιο Αποτελείται από τέσσερα βασικά στοιχεία: Α. Μια πηγή φωτός, Β. Φακούς εστίασης, Γ. Προσοφθάλµιο φακό,. Αντικειµενικούς φακούς.

Περιγραφή Το αντικείµενο τοποθετείται πολύ κοντά σε ένα συγκλίνοντα φακό (τον αντικειµενικό φακό) πολύ µικρής εστίασης απόσταση, ο οποίος σχηµατίζει ένα πραγµατικό είδωλο του. Το είδωλο αυτό µεγεθύνεται από έναν άλλο συγκλίνοντα φακό (τον προσοφθάλµιο φακό), ο οποίος σχηµατίζει ένα φανταστικό είδωλο σε µια απόσταση από το µάτι που βρίσκεται ανάµεσα στην ελάχιστη και τη µέγιστη απόσταση ευκρινούς οράσεως. Το µάτι παρατηρεί αυτό το είδωλο. Το µήκος του σωλήνα του µικροσκοπίου έχει συνήθως σταθερό µήκος (τυπικά 160 mm). Έτσι, η εστίαση γίνεται µε µετακίνηση του όλου οπτικού συστήµατος ως προς το παρατηρούµενο αντικείµενο, µέχρι να επιτευχθεί εστίαση για ευκρινή παρατήρηση.

Μεγεθυντική ισχύς Η τελική µεγεθυντική ισχύς του µικροσκοπίου είναι MP = M To M Ae µε τυπικές τιµές από x 5 µέχρι x 2500 όπου M To η δηµιουργία ενός πραγµατικού ειδώλου του αντικειµένου, µε µια εγκάρσια µεγέθυνση (objective Transverse Magnification) και M Αe η τελική εικόνα που σχηµατίζει το αντικείµενο µε µια επιπλέον γωνιακή µεγέθυνση (eyepiece Angular Magnification) µε τυπικές τιµές από x 5 µέχρι x 25. Οι µεγεθύνσεις M To και M Ae αναγράφονται από τον κατασκευαστή στα αντίστοιχα στοιχεία του µικροσκοπίου, και µε κατάλληλο συνδυασµό επιτυγχάνεται η επιθυµητή ολική µεγέθυνση.

Αριθµητικό άνοιγµα Το αριθµητικό άνοιγµα ορίζεται ως το γινόµενο NA = nsinθ όπου n είναι ο δείκτης διάθλασης του µέσου που παρεµβάλλεται µεταξύ αντικειµένου και αντικειµενικού φακού (για τον αέρα n 1) και θ είναι το µισό γωνιακό άνοιγµα του αντικειµενικού φακού (η κλίση ως προς τον οπτικό άξονα των εξωτερικών ακτίνων που συµµετέχουν στο σχηµατισµό της εικόνας).

ιακριτική ικανότητα Η διακριτική ικανότητα R m, ενός οπτικού µικροσκοπίου, που ορίζεται ως η µικρότερη απόσταση δυο σηµείων του αντικειµένου τα οποία είναι διακρίσιµα στην τελική εικόνα, προσδιορίζεται από τα φαινόµενα περίθλασης του αντικειµενικού φακού, και δίνεται από τη σχέση R m =0.61λ/ΝΑ

Βάθος πεδίου Μια άλλη σηµαντική παράµετρος κάθε µικροσκοπίου είναι το βάθος πεδίου (DOF = Depth of Field), το οποίο ορίζεται ως η διαµήκης απόσταση στο πεδίο του δείγµατος εντός της οποίας οι λεπτοµέρειες του αντικειµένου απεικονίζονται µε ένα αποδεκτό βαθµό εστίασης. Το βάθος πεδίου συνδέεται µε το µήκος κύµατος λ της ακτινοβολίας φωτισµού, το αριθµητικό άνοιγµα ΝΑ και το δείκτη διάθλασης n του µέσου που παρεµβάλλεται µεταξύ αντικειµενικού φακού και δείγµατος µε τη σχέση DOF = λ 2 n NA 2 NA 2

Μεταλλογραφική εξέταση των υλικών ειγµατοληψία (Sampling), Λείανση (Grinding), Λεπτή λείανση ή γυάλισµα (Polishing), ιάβρωση (Etching), Oπτικό µεταλλουργικό µικροσκόπιο.

Επίδραση διαβρωτικού στην επιφάνεια των κόκκων ιαφορετική υφή στην επιφάνεια των κόκκων λόγω διαφορετικού προσανατολισµού των κρυστάλλων κάθε κόκκου. Η ποσότητα του ανακλώµενου φωτός που συγκεντρώνεται στον αντικειµενικό φακό του µικροσκοπίου ποικίλει από κόκκο σε κόκκο. ιαφορετική φωτεινότητα των κόκκων

Επίδραση παρατεταµένης δράσης διαβρωτικού Σχηµατισµός µικρών αυλακώσεων (groves) κατά µήκος των ορίων των κόκκων. Οι αυλακώσεις είναι διακριτές λόγω της µεγάλης διαφοράς της γωνίας ανάκλασης του φωτός που προσπίπτει στις αυλακώσεις.

Ηλεκτρονική µικροσκοπία

Ηλεκτρονικό µικροσκόπιο σάρωσης

Αναλυτικά Χρησιµοποιεί µια λεπτή δέσµη ηλεκτρονίων (ενέργειας από 0 έως 5 kev), η οποία αφού περάσει από µια ακολουθία δυο ή τριών φακών εστίασης, οι οποίοι είναι συνδυασµένοι µε κατάλληλα διαφράγµατα, καταλήγει να έχει διάµετρο 2 10 nm, η ελάχιστη τιµή της οποίας περιορίζεται από ένα ελάχιστο αποδεκτό ρεύµα της δέσµης ανίχνευσης το οποίο δεν µπορεί να είναι χαµηλότερο από µερικά pα (10-12 Α), για λόγους εξασφάλισης ικανοποιητικού λόγου Σήµα/Θόρυβος. Στη συνέχεια, η λεπτή αυτή δέσµη κατευθύνεται, µε τη βοήθεια ενός πηνίου οδήγησης, έτσι ώστε να σαρώνει µε περιοδικό τρόπο την επιφάνεια του δείγµατος που εξετάζεται εκπέµποντας δευτερογενή ηλεκτρόνια, µε ενέργειες 2 έως 5 ev, όπως επίσης οπισθοσκεδαζόµενα ηλεκτρόνια τα οποία στη συνέχεια ανιχνεύονται. Ανάλογα µε την επιλογή του σήµατος που θα χρησιµοποιηθεί για την αναπαραγωγή της εικόνας αναδεικνύονται διαφορετικά χαρακτηριστικά του δείγµατος, δεδοµένου ότι τόσον η παραγωγή δευτερογενών ηλεκτρονίων όσο και ο συντελεστής οπισθοσκέδασης εξαρτώνται από τις τοπικές τιµές της γωνίας πρόσπτωσης, τον µέσο ατοµικό αριθµό και τον κρυσταλλογραφικό προσανατολισµό.

Προετοιµασία δείγµατος Να είναι στεγνά καθώς ο θάλαµος στον οποίο τοποθετείται το δείγµα είναι σε υπερύψηλο κενό, Να έχουν λεία και οµαλή επιφάνεια, Να έχουν µια ικανοποιητική κάλυψη µε µέταλλο σε περίπτωση που τα υλικά δεν είναι αγώγιµα διότι µπορεί να δηµιουργηθεί φόρτιση στην επιφάνεια των δειγµάτων και να µην είναι εφικτό να διακρίνουµε χαρακτηριστικά της µορφολογίας τους.

Θάλαµος

Παραδείγµατα

Πλεονεκτήµατα Έχει υψηλή ανάλυση µε αποτέλεσµα τα χαρακτηριστικά των δειγµάτων να µεγεθύνονται σε αρκετά υψηλά επίπεδα, Έχει µεγάλο βάθος εστίασης µε αποτέλεσµα να εστιάζεται το µεγαλύτερο µέρος του δείγµατος απευθείας.

Μειονεκτήµατα Υψηλό κόστος

Ηλεκτρονικό µικροσκόπιο διέλευσης Πηγή ηλεκτρονίων Φακοί ηλεκτρονίων Παράθυρο παρατήρησης

ιαδικασία µελέτης δείγµατος Ένα λεπτό δείγµα ακτινοβολείται από µια δέσµη ηλεκτρονίων οµοιόµορφης πυκνότητας ρεύµατος. Το δυναµικό επιτάχυνσης σε ένα τυπικό µικροσκόπιο είναι 80 120 kv. Μικροσκόπια υψηλότερης διακριτικής ικανότητας λειτουργούν µε δυναµικά 200 500 kv, ενώ τα µικροσκόπια υψηλής τάσης φτάνουν µέχρι τα 3 ΜV. Τα ηλεκτρόνια εκπέµπονται από µια κάθοδο, είτε µε θερµιονική εκποµπή, είτε µε εκποµπή τύπου Schottky, είτε µε εκποµπή πεδίου. Στη συνέχεια, µε τη βοήθεια συγκεντρωτικών µαγνητικών φακών, ελέγχεται η περιοχή που φωτίζεται καθώς και η εστίαση της δέσµης. Μετά το δείγµα τα ηλεκτρόνια οδηγούνται, µε τη βοήθεια συγκεντρωτικών φακών (επίσης µαγνητικού τύπου), σε µια φθορίζουσα οθόνη. Επειδή τα ηλεκτρόνια υφίστανται ισχυρή ελαστική και µη ελαστική σκέδαση από τα άτοµα του δείγµατος, για τούτο και το δείγµα πρέπει να είναι αρκούντως λεπτό, ανάλογα, βέβαια, και µε την πυκνότητα και τη στοιχειακή σύνθεση του (π.χ. 5-100 nm για ηλεκτρόνια 100 kv).

Αναλυτικά Στο επάνω µέρος µιας στήλης κενού, υπάρχει η πηγή των ηλεκτρονίων, το οποίο είναι ένα θερµαινόµενο νήµα βολφραµίου. Η εκπεµπόµενη δέσµη ηλεκτρονίων επιταχύνεται µε τη βοήθεια ηλεκτροδίων που βρίσκονται σε υψηλή τάση (kv MV). Ακολουθούν συνήθως δυο συγκεντρωτικοί φακοί µαγνητικού τύπου µε τη βοήθεια των οποίων εστιάζεται η δέσµη ηλεκτρονίων. Οι µαγνητικοί φακοί είναι ηλεκτροµαγνητικά πηνία τοποθετηµένα έτσι ώστε η δέσµη ηλεκτρονίων να περνά κατά µήκος του άξονα τους. Στη περιοχή των µαγνητικών φακών το κενό είναι της τάξης του 10-7 έως 10-4 mbar, έτσι ώστε να ελαχιστοποιούνται οι συγκρούσεις των ηλεκτρονίων µε τα µόρια του αέρα. Οι συγκεντρωτικοί φακοί προκαλούν εστίαση της δέσµης ηλεκτρονίων, σε µια περιοχή διαστάσεων ολίγων τετραγωνικών µικροµέτρων στο επίπεδο που βρίσκεται το αντικείµενο, Το δείγµα εισάγεται στον θάλαµο του µικροσκοπίου µέσω ειδικής θυρίδας που εξασφαλίζει τη διατήρηση του κενού, Τα ηλεκτρόνια διέρχονται από το δείγµα σε διαφορετικές γωνίες ανάλογα µε τα κρυσταλλικά επίπεδα της κάθε περιοχής του.

Προετοιµασία δείγµατος Λεία και οµαλή επιφάνεια, Μικρό πάχος δειγµάτων (<10-6 m) (εξασθένηση δέσµης), Προσεκτική προετοιµασία δειγµάτων (χηµικές ή ηλεκτρονικές µεθόδους).

Παραδείγµατα

Σύγκριση τεχνικών ηλεκτρονικής µικροσκοπίας Στην SEM µελετώνται τα οπισθοσκεδαζόµενα και τα δευτερογενή ηλεκτρόνια, ενώ στην ΤΕΜ το ποσό των ηλεκτρονίων που διαπερνούν το δείγµα πάνω στην οθόνη φθορισµού. Η SEM χρησιµοποιείται για τη µελέτη της επιφάνειας ή της ατοµικής σύστασης της. Στη περίπτωση αυτή χρειάζεται η επικάλυψη της επιφάνειας µε ένα µέταλλο όπως ο χρυσός, ενώ η TEM απαιτεί πολύ λεπτά δείγµατα (περίπου 70 nm πάχος) ή πολύ µικρές δοµές για την εύρεση της κρυσταλλογραφικής διεύθυνσης των δοµών και την µελέτη της επιφάνειας τους.