इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप साधन

इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप, माइक्रोस्कोप जो अध्ययन की वस्तु को रोशन करने के लिए प्रकाश की किरण के बजाय इलेक्ट्रॉन बीम का उपयोग करके अत्यधिक उच्च रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करता है।

धातु विज्ञान: इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी

धातुओं की जांच करने के लिए ऊर्जावान इलेक्ट्रॉनों के बारीक केंद्रित बीम का उपयोग करके महान प्रगति की गई है। इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप एस

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इतिहास

20 वीं शताब्दी की पहली तिमाही में कई भौतिकविदों द्वारा किए गए मौलिक शोध ने सुझाव दिया कि माइक्रोस्कोप रिज़ॉल्यूशन को बढ़ाने के लिए कैथोड किरणों (यानी, इलेक्ट्रॉनों) का इस्तेमाल किसी तरह किया जा सकता है। 1924 में फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी लुइस डी ब्रोगली ने इस सुझाव के साथ रास्ता खोला कि इलेक्ट्रॉन बीम को तरंग गति का एक रूप माना जा सकता है। डी ब्रोगली ने अपनी तरंग दैर्ध्य के लिए सूत्र निकाला, जिससे पता चला कि, उदाहरण के लिए, 60,000 वोल्ट (या 60 किलोवोल्ट [k]) द्वारा त्वरित इलेक्ट्रॉनों के लिए, प्रभावी तरंग दैर्ध्य 0.05 angstrom (Å-ie, 1 / 100,000 हरे रंग की होगी) रोशनी। यदि ऐसी तरंगों को माइक्रोस्कोप में इस्तेमाल किया जा सकता है, तो संकल्प में काफी वृद्धि होगी। 1926 में यह प्रदर्शित किया गया था कि चुंबकीय या इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र इलेक्ट्रॉनों या अन्य चार्ज कणों के लिए लेंस के रूप में काम कर सकते हैं। इस खोज ने इलेक्ट्रॉन प्रकाशिकी के अध्ययन की शुरुआत की, और 1931 तक जर्मन इलेक्ट्रिकल इंजीनियरों मैक्स नोल और अर्न्स्ट रुस्का ने एक दो-लेंस इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप तैयार किया था जो इलेक्ट्रॉन स्रोत की छवियों का उत्पादन करता था। 1933 में एक आदिम इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप बनाया गया था जो इलेक्ट्रॉन स्रोत के बजाय एक नमूना की नकल करता था, और 1935 में नॉल ने एक ठोस सतह की स्कैन की गई छवि का उत्पादन किया। ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का संकल्प जल्द ही पार कर गया था।

जर्मन भौतिक विज्ञानी मैनफ्रेड, फ्रेहियर (बैरन) वॉन अर्दीन और ब्रिटिश इलेक्ट्रॉनिक इंजीनियर चार्ल्स ओटले ने ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (जिसमें इलेक्ट्रॉन बीम नमूना के माध्यम से यात्रा करता है) और स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (जिसमें इलेक्ट्रॉन बीम नमूना अन्य से बाहर निकालता है) की नींव रखी। इलेक्ट्रॉनों का विश्लेषण किया जाता है), जो कि अर्दनीन की पुस्तक एलेक्ट्रोनन-एर्बिमिक्रोस्कोपी (1940) में विशेष रूप से दर्ज हैं। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के निर्माण में और प्रगति में देरी हुई लेकिन 1946 में कलंक के आविष्कार के साथ एक प्रेरणा मिली, जो उद्देश्य लेंस के दृष्टिवैषम्य के लिए क्षतिपूर्ति करता है, जिसके बाद उत्पादन अधिक व्यापक हो गया।

ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (TEM) मोटाई में 1 माइक्रोमीटर तक के नमूनों को चित्रित कर सकता है। उच्च-वोल्टेज इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी TEM के समान होते हैं, लेकिन बहुत अधिक वोल्टेज पर काम करते हैं। स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (एसईएम), जिसमें एक ठोस वस्तु की सतह पर इलेक्ट्रॉनों का एक बीम स्कैन किया जाता है, का उपयोग सतह संरचना के विवरण की एक छवि बनाने के लिए किया जाता है। पर्यावरण स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (ESEM) SEM के विपरीत एक वातावरण में एक नमूना की एक स्कैन की गई छवि उत्पन्न कर सकता है, और कुछ जीवित जीवों सहित नम नमूनों के अध्ययन के लिए उत्तरदायी है।

तकनीकों के संयोजन ने स्कैनिंग ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (एसटीईएम) को जन्म दिया है, जो टीईएम और एसईएम के तरीकों को जोड़ती है, और इलेक्ट्रॉन-जांच माइक्रोनलाइज़र, या माइक्रोप्रोब विश्लेषक, जो सामग्री की संरचना के रासायनिक विश्लेषण का उपयोग करने की अनुमति देता है। नमूना में रासायनिक तत्वों द्वारा विशेषता एक्स-रे के उत्सर्जन को उत्तेजित करने के लिए घटना इलेक्ट्रॉन बीम। इन एक्स-रे का पता लगाया जाता है और उपकरण में निर्मित स्पेक्ट्रोमीटर द्वारा विश्लेषण किया जाता है। माइक्रोप्रोबेयर विश्लेषक एक इलेक्ट्रॉन स्कैनिंग छवि का उत्पादन करने में सक्षम हैं ताकि संरचना और संरचना को आसानी से सहसंबद्ध किया जा सके।

एक अन्य प्रकार का इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप क्षेत्र-उत्सर्जन माइक्रोस्कोप है, जिसमें एक मजबूत विद्युत क्षेत्र का उपयोग कैथोड-रे ट्यूब में लगे तार से इलेक्ट्रॉनों को खींचने के लिए किया जाता है।