095

X - długość fali promieniowania elektronowego, a - kąt apertury soczewki obiektywu.

Dla promieniowania elektronowego długość fali jest wyrażona ilorazem stałej Plancka h do pędu elektronu m v

O

Zgodnie z opisem falowych własności elektronów, sformułowanym przez de Broglie'a, elektrony przyśpieszane w polu o potencjale U posiadają długość fali wyrażoną wzorem:

^x = i-^{v2/c2    (11}-²⁾

o

Z dobrym przybliżeniem długość fali opisuje zależność:

1,2

X -    (11.3)

Vo

-9

gdy U wyrażone jest w [V], to X wyrażona jest w nm ( 10 ra ).

Tak wyznaczona długość fali wynosi odpowiednio dla napięcia przyśpieszającego 100 kv ok. 3,7 pm , natomiast dla 200 kV odpowiednio 2,5 pm. Dla bardzo krótkiej fali promieniowania elektronowego ( z uwagi jednak na małe możliwości uzyskiwania dużych apertur obiektywu ) obecnie maksymalne zdolności rozdzielcze, jakie uzyskuje się w najnowszych mikroskopach transmisyjnych, zbliżają się do wartości 100 pm. Wymaga to równocześnie stosowania bardzo dużych powiększeń elektronowych, które sięgają do 2 000 000 razy.

Prześwietleniowy mikroskop elektronowy składa się z kilku wzajemnie współpracujących układów. Zasadniczym zespołem mikroskopu jest kolumna wyposażona w działo elektronowe, soczewki kondensorów, goniometr i uchwyt preparatu, układ soczewek tworzących obraz ( soczewki obiektywu, pośrenie i projekcyjna ), ekran fluorescencyjny, kamerę fotograficzną.

Oprócz tego w kolumnie znajdują się przesłony kondensora, obiektywu , stygmatory oraz inne elementy pomocnicze.

Niezbędnym warunkiem dobrej emisji wiązki elektronów, a zatem i poprawnej pracy mikroskopu, jest uzyskanie wysokiej próżni w kolumnie mikroskopu. Próżnię w mikroskopie zapewnia układ składający się z pomp rotacyjnych oraz pompy dyfuzyjnej-głębokiej próżni. Zazwyczaj wymagana próżnia powinna być wyższa od 10 ³ Pa. W niektórych rozwiązaniach stosuje się ponadto

pompy jonowo-sorbcyjne lub turbomolekularne, zapewniające

próżnię w otoczeniu preparatu nawet poniżej 10

-5

Pa. Zasilanie

elektryczne mikroskopu musi charakteryzować się wysoką stabilnością warunków napięciowych i prądowych. Dotyczy to zarówno wysokiego napięcia przyśpieszającego, jak również prądów sterujących w soczewkach mikroskopu. Praca mikroskopu polega w istocie na emisji elektronów z katody otoczonej cylindrem Wehnelta, przyśpieszeniu ich w polu elektrycznym o dużej różnicy potencjałów, uformowaniu wiązki elektronów przez soczewki kondensora i skierowanie jej na cienki preparat, po przejściu wiązki przez preparat skierowana jest następnie do układu soczewek mających za zadanie wytworzenie i powiększenie obrazu rzeczywistego lub dyfrakcyjnego z wybranego obszaru preparatu. Obraz widoczny jest na ekranie pokrytym luminoforem i może byó rejestrowany na kliszach lub błonach fotograficznych. Produkowane współcześnie mikroskopy wyposażane są ponadto w układy telewizyjne, spektrometry rentgenowskie, przystawki skaningowe oraz specjalistyczne przystawki do badań fizycznych wykonywanych na preparatach w trakcie obserwacji. Przekrój kolumny typowego mikroskopu prześwietleniowego, wykorzystywanego do bada* metaloznawczych, przedstawiono na rys.11.1

11.3. Przygotowanie preparatów do badan

Podstawowym warunkiem prowadzenia badań w transmisyjnym mikroskopie elektronowym jest konieczność przygotowania z materiału odpowiednio małego i cienkiego preparatu. Grubość warstwy, którą może prześwietlić wiązka elektronów, jest zależna od napięcia przyśpieszającego oraz składu chemicznego materiału Niezbędna grubość preparatu metalowego jest bardzo mała i przy^ kładowo dla stopów żelaza nie może przekraczać 150 nm ( dla napięcia przyśpieszającego 100 kV ).

W badaniach mikroskopowych zachodzi niekiedy konieczność badania dyspersyjnych proszków. Aby otrzymać preparat do badań, niezbędne jest osadzenie dyspersyjnych cząstek na specjalnie Przygotowanej błonce. Taka cienka błonka powinna być zbudowana

183