AtomLab_labwork_4-2 (829281), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Одна из основных причин ограничения –существование аберраций, свойственных магнитным линзам. По законам физики любаякруглая линза имеет положительное значение сферической аберрации. Последниедостижения в дизайне многополюсных линз дали возможность изготавливать модули, которые имеют эффективную отрицательную аберрацию. Таким образом, удалось свести на нетважный фактор аберрации линз, который до сих пор лимитировал разрешение. СистемыСТЭМ с корректированной оптикой (такие, как Titan STEM фирмы FEI) демонстрируют разрешение изображений на суб-ангстремномуровне.Повышение разрешающей способности микроскопов достигнуто как совершенствованиемэлектронной оптики, так и применением новых видов электронных пушек.
Замена традиционных вольфрамовых термо-катодов на ориентированные катоды из LaB6 позволила повысить электронную яркость пушек в 5-7 раз, а переход к пушкам на полевой эмиссии (автоэмиссии) с холодными катодами из монокристаллического W - в 50-100 раз, что дало возможность уменьшить диаметр электронного зонда. Значимое техническое решение в трансмиссионной электронной микроскопии было сделано в 1980-х гг., когда удалось создатьТЭМ с компьютерным анализатором элементного состава на базе спектрометра энергетических потерь.
Метод спектрометрии характеристических потерь энергии электронов (СХПЭЭили EELS - Electron Energy Loss Spectrometry) был известен давно и применялся для микроанализа в трансмиссионно-сканирующем режиме ТЭМ. Однако установка спектрометрической системы из двух магнитных призм и электростатического зеркала между двумя промежуточными линзами (а не под экраном и фотокамерой, как обычно) дала возможность гибкорегулировать контраст ТЭМ-изображения, получать безаберрационные изображения, а такжепроводить анализ в диапазоне элементов от В до U с чувствительностью обнаружения до 1020г элемента (что соответствует, напр., 150 атомам Са).Современная просвечивающая электронная микроскопия - один из наиболее мощныхметодов исследования микроструктуры различных объектов.
Предел разрешения современных приборов менее 0,1 нм, что соответствует увеличениям до 1,5 х 106 раз, рядовых приборов около 0,2 нм. Приборы снабжены гониометрами с большими углами поворота, позволяющие получать изображения и дифракционные картины в разных проекциях, использоватьразличные дифракционные условия.
Электронные микроскопы высокого разрешения, обладающие очень точной системой фокусировки, позволяют визуализировать картину распределения электронной плотности в образце, то есть практически «увидеть» ряды отдельныхатомов (Рис.10.).В последние годы заметен значительный прогресс в анализе структуры наноматериалов спомощью метода ПЭМ высокого разрешения ПЭМВР. Этот прогресс связан с разработкойне только новых микроскопов таких, например, как микроскопы с автоэлектронной эмиссионной пушкой, но и новых методов приготовления тонких фольг и компьютерного моделирования изображений высокого разрешения. ПЭМ ВР эффективно используется применительно к созданию новых полупроводниковых материалов, наноструктур, углеродных нанотрубок, металлов и сплавов, алмазных пленок, керамик, различных биологических объектов.Понимание их строения на наноуровне, а также анализ различных параметров, включаяграницы раздела и электронные связи в кристаллических решетках, которые во многом определяют прочностные и электронные свойства получаемых новых материалов, влияют какна выбор технологии получения этих материалов, так и на их применение в различных приборах.Возможности метода значительно расширяются с использованием «аналитической электронной микроскопии», объединяющей уникальные возможности изображения высокогоразрешения и химического анализа (рентгеновской энерго-дисперсионной спектроскопии –ЭДС (EDS-Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) и EELS) с локальностью до 1 нм.
Как пра-275© www.phys.nsu.ruвило, большинство просвечивающих электронных микроскопов снабжены системами микроанализа: EDS и EELS.Рис. 10.Примечательно, что за последние годы парк приборов в Новосибирском Академгородкепополнился двумя современными просвечивающими электронными микроскопами последнего поколения.Рис. 11. Электронный микроскоп, установленный в НОЦ НГУЭлектронный микроскоп JEM 2200FS (Рис.11.) (производство фирмы JEOL Япония) былустановлен (2009г.) в научно-образовательном комплексе НГУ “Наносистемы и современныематериалы”, а Titan 80-300G2 (производство фирмы FEI США) в центре коллективногопользования «Технологии наноструктурирования полупроводниковых, металлических, углеродных, биоорганических материалов и аналитические методы их исследования на нано276© www.phys.nsu.ruуровне» при Институте физики полупроводников им.
А.В. Ржанова Сибирского ОтделенияРоссийской Академии Наук (2010г.).Библиографический список1. Утевский Л. М. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении. М.: Металлургия,1973. 583 с.2. Хокс П. Электронная оптика и электронная микроскопия: Пер. с англ. М.: Мир, 1974. 318 с.3. Хирш П., Хови А., Николсон Р. И.
и др. Электронная микроскопия тонких кристаллов: Пер. сангл. М.: Мир, 1968. 574 с.4. Спенс Дж. Экспериментальная электронная микроскопия высокого разрешения: Пер. с англ. М.:Наука, 1986. 320 с.5. Томас Г., Гориндж М. Дж. Просвечивающая электронная микроскопия материалов. М.: Наука,1983. 317 с.6. Миркин Л. И. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов. М.: Физматгиз,1961. 863 с.7. Вайнштейн Б. К. Структурная электронография.
М.: Изд. АН СССР, 1956. 314 с.8. Современная кристаллография / Под ред. Б. К. Вайнштейна. М.: Наука, 1979. Т. 1. 383 с.9. Шпольский Э. В. Атомная физика. М.: Наука, 1994. 990 с.10. Арцимович Л. А., Лукьянов С. Ю. Движение заряженных частиц в электрических и магнитныхполях. М.: Наука, 1978. 224 с.11. Д.Синдо, Т. Оикава Аналитическая просвечивающая электронная микроскопия.
М.: Техносфера, 2006.249с.277.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
