מיקרוסקופ אלקטרונים – הבדלי גרסאות
תוכן שנמחק תוכן שנוסף
מ שוחזר מעריכות של 109.64.32.242 (שיחה) לעריכה האחרונה של עמית אבידן |
|||
שורה 4:
==היסטוריה==
מיקרוסקופ האלקטרונים הראשון נבנה על ידי ה[[פיזיקאי]] ה[[גרמני]], [[ארנסט רוסקה]]. הוא ידע שלאלקטרונים יש פן של [[גל|גלים]], לכן הוא האמין שהוא יכול לנהוג בהם באופן דומה ל[[גל|גלי]] אור. השפעת [[שדה מגנטי|שדות מגנטיים]] על תנועת אלקטרונים הייתה ידועה ורוסקה שיער כי ניתן להשתמש בהשפעה זו כדי למקד קרני אלקטרונים כפי ש[[עדשה|עדשה אופטית]] ממקדת אור. לאחר שוידא עקרונות אלו במחקר, הוא החל בתכנון מיקרוסקופ אלקטרונים. רוסקה הסיק שמיקרוסקופ אלקטרונים יהיה הרבה יותר יעיל מ[[מיקרוסקופ]] אופטי רגיל ויאפשר הגדלה רחבה יותר משום שה[[רזולוציה]] גדלה ב[[אורך גל|אורכי גל]] קצרים וגלי אלקטרונים קצרים יותר מגלי האור הרגילים. בשנת [[1933]] רוסקה ושותפו, פיזיקאי גרמני נוסף בשם מקס נול, שרוסקה היה תלמידו, בנו את [[אב טיפוס|אב הטיפוס]] הראשון למיקרוסקופ האלקטרונים. אמנם המיקרוסקופ היה פרימיטיבי ולא ראוי לשימוש מעשי, אולם היה מסוגל להגדיל עצמים פי 400. רוסקה זכה בשנת [[1986]] ב[[פרס נובל לפיזיקה]], וכך נאמר בטקס: "על עבודתו הבסיסית באופטיקת אלקטרונים, ועל תכנון מיקרוסקופ ליאור האלקטרונים הראשון".{{מקור|מדויק של דבריו}}
מיקרוסקופ האלקטרונים היעיל הראשון נבנה על ידי [[אלי פרנקלין ברטון]] ותלמידיו, ססיל הול, ג'יימס היליאר ואלברט פרבוס, ב[[אוניברסיטת טורונטו]], [[קנדה]] בשנת [[1938]].
שורה 16:
'''מיקרוסקופ אלקטרונים חודר (מינוח אנגלי וראשי תיבות: Transmission Electron Microscope, TEM)''' הוא הגרסה המקורית של מיקרוסקופ האלקטרונים הראשון, מיקרוסקופ אלקטרונים חודר, מצריך אלומת אלקטרונים ב[[מתח גבוה]] הנפלטת באמצעות [[קתודה]] ([[תותח אלקטרונים]]) וממוקדת על ידי [[עדשה|עדשות]] [[מגנטיות]]. אלומת האלקטרונים שהוחדרה חלקית דרך הדגימה המאוד דלילה (ולכן שקופה למחצה לאלקטרונים) נושאת מידע לגבי המבנה הפנימי של הדגימה. הסטייה המרחבית במידע זה (ה"תמונה") מוגדלת באמצעות סדרת עדשות מגנטיות עד שהיא נרשמת על ידי פגיעה במסך פלואורסצנטי, צלחת צילומית או [[חיישן]] אור כגון מצלמת [[CCD]] (ראשי תיבות של התקן צמוד מטענים, באנגלית: charge coupled device). את התמונה המזוהה על ידי ה-CCD ניתן להציג בזמן אמת על גבי [[צג|מוניטור]] או [[מחשב]].
רזולוצית התמונה המתקבלת באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים ליאוק
רזולוצית התמונה המתקבלת באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים חודר ברזולוציה גבוהה (High Resolution TEM, HRTEM) מוגבלת בגלל סטיות כדוריות וכרומטיות; אבל דור חדש של מתקני סטיות הצליח להתגבר על אותן סטיות כדוריות. תיקוני [[תוכנה]] של סטיות אלו אפשרו הפקת תמונות עם מספיק רזולוציה על מנת להציג [[אטום|אטומי]] [[פחמן]] ב[[יהלום]] מופרדים ב- 0.89 [[אנגסטרום]] (89 [[פיקומטר]]) ואטומי [[צורן]] ב- 0.78 אנגסטרום, הגדלה של פי 50 מיליון. היכולת לקבוע מיקום אטומים בתוך חומרים הפכה את ה-HRTEM לכלי הכרחי במחקר ופיתוח [[ננוטכנולוגיה|ננוטכנולוגיות]] בתחומים רבים, כולל זירוז הטרוגני (Heterogeneous Catalysis) ופיתוח התקני [[מוליך למחצה|הולכה למחצה]] ל[[אלקטרוניקה]] ו[[פוטוניקה]].▼
רחודר ברזולוציה גבוהה (High Resolution TEM, HRTEM) מוגבלת בגלל סטיות כדוריות וכרומטיות; אבל דור חדש של מתקני סטיות הצליח להתגבר על אותן סטיות כדוריות. תיקוני [[תוכנה]] של סטיות אלו אפשרו הפקת תמונות עם מספיק רזולוציה על מנ0506002002
▲
מיקרוסקופ אלקטרונים חודר מספק תמונה דו-ממדית של העצם.
שורה 23 ⟵ 27:
[[תמונה:Fotonic fiber x6000.JPG|שמאל|ממוזער|250px|תמונת sem של ליבת [[גביש פוטוני|סיב פוטוני]] (מלוכלך), צולם במעבדת אלקטרואופטיקה של [[אוניברסיטת אריאל]] (2009)]]
[[תמונה:ScanningMicroscopeJLM.jpg|שמאל|ממוזער|250px|מיקרוסקופ אלקטרונים סורק במעבדת [[המכון הגיאולוגי לישראל]] (צולם ב-2010)]]
'''מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (Scanning Electron Microscope, SEM)''' בשונה מה-TEM, שבו נוצרת תמונה על ידי זיהוי אלקטרונים החודרים דרך הדגימה, במיקרוסקופ אלקטרונים הסורק הפקת התמונות נוצרת על ידי זיהוי אלקטרונים משניים הנפלטים מפני השטח עקב פגיעת אלומת האלקטרונים העיקרית שנורתה מ[[תותח אלקטרונים|תותח האלקטרונים]] ומורכזה על ידי ה[[עדשה|עדשות]]. ב-SEM, אלומת האלקטרונים סורקת את כל הדגימה שורה אחר שורה (סריקת ראסטר), וגורמת לפליטת אלקטרונים משניים (Secondary electron), ואלקטרונים מוחזרים (Backscattered electrons) מפני הדגימה. האלקטרונים המשניים והמוחזרים שנפלטו מפני הדגימה נקלטים על ידי [[גלאי]] אלקטרונים המשניים הנמצאים בדרך כלל
הדגם; ואילו גלאי האלקטרונים המוחזרים נמצאים בדרך כלל מעל הדגם; ולעתים ניתנים אף להוצאה (משיכה) מתא הבדיקה. התמונה הסופית נבנית ממספר האלקטרונים שנפלטים מכל נקודה על הדגימה. באופן כללי, רזולוצית המיקרוסקופ החודר גבוהה בהרבה משל אחיו הסורק, אך, מכיוון שהדמיית המיקרוסקופ הסורק נסמכת על עיבוד פני השטח במקום חדירה לתוכו הוא מסוגל להדמות [[נפח]] ויש לו עומק ראייה גדול יותר, משום כך הוא יכול לדמות תמונות שיהיו ייצוג טוב למבנה התלת-ממדי של העצם הנבחן.
שורה 30 ⟵ 36:
*[http://www.tescan.com/en/gallery גלריה של TESCAN] מספר דוגמאות SEM מוצלחות, יחד עם תוצאות אנליטיות
*[http://www.denniskunkel.com/ Dennis Kunkel Microscopy, Inc.] אוסף תמונות SEM. לרוב בצבע לא אמיתי
*[http://remf.dartmouth.edu/imagesindex.html מעבדת מיקרוסקופיה ריפל] גלריית תמונות SEM, מרביתן ביולוגיות מ[[דרטמות' קולג'|דרטמות' קולג' רועי *&^%]]
{{מיזמים|ויקישיתוף=Electron microscope|שם ויקישיתוף=מיקרוסקופ אלקטרונים}}
| |||