СКАНИРУЮЩАЯ ЗОНДОВАЯ МИКРОСКОПИЯ. Задача любой микроскопии - дать наблюдателю увеличенное изображение

Задача любой микроскопии - дать наблюдателю увеличенное изображение

мелких объектов с необходимым числом деталей (разрешением), используя раз-

личия тех или иных физических характеристик этих деталей. Так, оптические

микроскопы используют световой пучок и отличия в коэффициентах поглоще-

ния, отражения или преломления между отдельными областями объекта. Их

разрешающая способность ограничивается дифракционным пределом

5 ≪ 0,5А, In, где Я. - длина волны света; п - коэффициент преломления прозрач-

ной среды, в которой находится образец (обычно п — 1... 1,5).__

В результате в видимой части спектра электромагнитных волн можно полу-

чить разрешение не лучше ~ 0,2 мкм.

В борьбе за большее разрешение в 30-е годы прошлого века были построе-

ны первые электронные микроскопы, в которых вместо световых лучей исполь-

зовали пучки электронов с типичным значением энергии 100...300 кэВ (в осо-

бых случаях - до 5 МэВ). Эквивалентная длина волны де Бройля составляет при

этом ≪ 1 А, что позволяет легко достигать разрешения ~ 1 нм и путем сложных

ухищрений доводить его до ~ 0,1 нм (т.е. близкого к атомарному).

Электронные микроскопы с атомным разрешением (HRTEM) - дорого-

стоящие уникальные приборы, доступные лишь небольшому числу лабораторий

в мире. Они нуждаются в высоком вакууме, высокоточных электронных линзах,

сложной электронике и специальной компьютерной обработке изображения,

тщательной защите от колебаний, вибраций и шумов в здании, трудоемкой под-

готовке образцов и т.д.

Кроме того, в высоковольтных электронных микроскопах объект может по-

вреждаться электронами высокой энергии. Поэтому наряду с непрерывной ра-

ботой по их совершенствованию параллельно возникали различные независи-

мые идеи и подходы к достижению атомного разрешения.