Методы электронной микроскопии



Основным направлением электронной микроскопии является исследование объекта, его микроструктуры и атомно-молекулярного состава при помощи специального прибора - электронного микроскопа. Существует несколько видов микроскопии в зависимости от разрешающей способности измерительного прибора (просвечивающая и сканирующая). Несмотря на значительное количество преимуществ, эта область науки имеет и некоторые недостатки, а именно ограниченные возможности по анализу поверхности тел.

Электронная микроскопия: основные методы

Для диагностики требуется создание большого вакуума с целью обеспечить получение хорошего разрешения, а также отсутствует возможность исследования образца большого размера. На практике применяется несколько методов, а именно:

  • метод реплик и декорирования;
  • амплитудные и фазовые методы;
  • количественная и электронная микроскопия Лоренцова.

Получить бесплатную консультацию врача

Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку своих персональных данных

Метод реплик и декорирования

Геометрическая структура поверхности крупных тел изучается методом реплик. Его суть состоит в следующем: с образца снимают отпечаток, который представляет собой тонкую пленку углерода или другого элемента, и рассматривают в просвечивающем микроскопе.

Особенностью этого способа исследования является предварительное напыление слоя тяжелых веществ (металлов), которое выполняется в вакууме под скользящим углом и позволяет оценить выступающие части геометрической поверхности.

Главным отличием от предыдущего способа является возможность изучения не только структуры объекта, но и его микрополя, наличие которого объясняется скоплением точечных дефектов и кристаллических граней.

Перед началом исследования на поверхность образца наносится микрослой декорирующих частиц, которые оседают преимущественно в области микрополей, и только потом берется реплика на диагностику.

Амплитудные и фазовые методы исследования

Амплитудные методы микроскопии необходимы для изучения аморфных тел и объектов с микроскопическими частицами. Фазовые способы диагностики предназначены для расчета контраста изображений тел с регулярными структурами и структуры объекта по исследуемому изображению.

На кристаллической решетке оцениваются дифракции электронной волны с учетом взаимодействия электронов с объектом. Картинка отдельных атомов или молекул получается благодаря высокой разрешающей способности прибора. Эти методы позволяют воссоздать трехмерную структуру молекул.

Одной из разновидностей фазовых методов является интерференционная микроскопия, которая заключается в расщеплении электронного пучка при помощи призм, что позволяет изучить внутренний электропотенциал исследуемого тела. Фиксация путем моментального замораживания позволяет остановить биохимические процессы для получения более точных данных.

Количественная и электронная микроскопия Лоренцова

Количественные методы электронной микроскопии используются для максимально точного измерения определенных параметров изучаемого объекта или процессов, к которым относится измерение магнитных полей, локальных электропотенциалов и геометрии рельефа поверхности. Лоренцовая микроскопия изучает и анализирует явления, которые обусловлены силой Лоренца, а именно внешние поля рассеяния, внутренние электрические и магнитные поля.

Сфера применения электронной микроскопии

При помощи методов электронной микроскопии исследуются, в основном, твердые тела, толщина которых составляет от 1 нм до 10 мкм, а для диагностики применяются ПЭМ (просвечивающие электронные микроскопы), а построение изображения происходит за счет потока электронов.

Для исследования более крупных тел используются непросвечивающие микроскопы: зеркальные, электрические и ионные проекторы. Исследование частиц аэрозолей или микрокристаллов проводится с нанесением пленки на их подложку. Жидкие и газообразные образца изучаются в специальных газовых камерах, которые являются приставкой к микроскопу.

При помощи электронной микроскопии возможно изучение процессов в динамике развития статичных объектов, например, деформацию кристаллов и изменение их структуры, воздействуя на них ионным облучением или переменной нагрузкой. Исследование периодических процессов обеспечивается за счет малой инерционности электрона, что дает картинку фазы процесса на экране прибора. Электронные микроскопы используются также для производства микросхем, используя методы фотолитографии.

Применение данных методов требует предварительной подготовки образца, а именно физической или химической фиксации микроорганизмов. После обработки получают тонкий срез, который контрастируют и изучают под электронным микроскопом, а напыление твердых веществ выполняется в вакуумной камере.

Оцените статью:

Комментарии

Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку своих персональных данных