
Отражательная электронная микроскопия (ОЭМ)
История развития ОЭМ
Успехи в развитии методов визуализации структуры и морфологии поверхности твердых тел с помощью ускоренных электрическим полем электронов, несомненно, связаны с работами Эрнста Руски (Ernst Ruska) (1906-1988). В 1986 году вместе с изобретателями сканирующего туннельного микроскопа Герхадом Биннигом и Генрихом Рорером Эрнст Руска стал лауреатом Нобелевской премии по физике за фундаментальную работу по электронной оптике и создание первого электронного микроскопа. Первые работы молодого немецкого инженера Э.Руска начавшиеся в 1929 году в группе под руководством Макса Кнолля были связаны с разработкой на основе короткой электромагнитной катушки устройства фокусирования электронов на базе уже существовавшей теории «магнитной электронной линзы». Примечательно, что целью этих исследований была разработка катодно-лучевой трубки осциллографа для измерений быстропротекающих электрических процессов в электронике. Однако в процессе исследований обнаружилось, что использование катушки позволяет получать увеличенное изображение апертур анода с различным увеличением, зависящим от величины тока, протекающего в катушке, так были получены первые электронно-микроскопические изображения. Дальнейшие усилия экспериментаторов были направлены на создание микроскопа, в котором вместо света использовались электронные лучи, и уже в марте 1931 года был сконструирован первый просвечивающий электронный микроскоп с двухкаскадной системой электромагнитных линз, который обладал весьма скромным увеличением в 16 раз. Следует отметить, что создавая этотпервый микроскоп Э.Руска и М.Кнолль еще не были знакомы с работами де Бройля, который в 1925 году выдвинул идею волновой природы электрона. Простые оценки, проведенные Э.Руска, после знакомства с данной работой, показали, что пространственное разрешение электронного микроскопа должно быть, как минимум на 5 порядков выше, чем у светового оптического микроскопа, который в то время уже широко применялся для исследований в физике, биологии, медицине и др. науках. Почти одновременно с просвечивающим электронным микроскопом (ПЭМ) был разработан метод отражательной электронной микроскопии (ОЭМ). Эрнст Руска в 1933 году впервые показал, что электроны, отраженные от поверхности образца могут быть использованы для формирования изображения поверхности. Первоначально для получения изображения в электронном микроскопе использовались пучки диффузионно-рассеянных электронов, которые формировали теневой контраст от особенностей морфологии поверхности. Однако после работ Каули, опубликованных в 1976 году, в которых был проанализирован брэгговский контраст отраженных электронов, интерес к ОЭМ существенно усилился, поскольку использование брэгговских пучков существенно увеличило разрешение прибора.

Отражательная электронная микроскопия (ОЭМ)

История развития ОЭМ

Успехи в развитии методов визуализации структуры и морфологии поверхности твердых тел с помощью ускоренных электрическим полем электронов, несомненно, связаны с работами Эрнста Руски (Ernst Ruska) (1906-1988). В 1986 году вместе с изобретателями сканирующего туннельного микроскопа Герхадом Биннигом и Генрихом Рорером Эрнст Руска стал лауреатом Нобелевской премии по физике за фундаментальную работу по электронной оптике и создание первого электронного микроскопа. Первые работы молодого немецкого инженера Э.Руска начавшиеся в 1929 году в группе под руководством Макса Кнолля были связаны с разработкой на основе короткой электромагнитной катушки устройства фокусирования электронов на базе уже существовавшей теории «магнитной электронной линзы». Примечательно, что целью этих исследований была разработка катодно-лучевой трубки осциллографа для измерений быстропротекающих электрических процессов в электронике. Однако в процессе исследований обнаружилось, что использование катушки позволяет получать увеличенное изображение апертур анода с различным увеличением, зависящим от величины тока, протекающего в катушке, так были получены первые электронно-микроскопические изображения.

Дальнейшие усилия экспериментаторов были направлены на создание микроскопа, в котором вместо света использовались электронные лучи, и уже в марте 1931 года был сконструирован первый просвечивающий электронный микроскоп с двухкаскадной системой электромагнитных линз, который обладал весьма скромным увеличением в 16 раз. Следует отметить, что создавая этотпервый микроскоп Э.Руска и М.Кнолль еще не были знакомы с работами де Бройля, который в 1925 году выдвинул идею волновой природы электрона. Простые оценки, проведенные Э.Руска, после знакомства с данной работой, показали, что пространственное разрешение электронного микроскопа должно быть, как минимум на 5 порядков выше, чем у светового оптического микроскопа, который в то время уже широко применялся для исследований в физике, биологии, медицине и др. науках.

Почти одновременно с просвечивающим электронным микроскопом (ПЭМ) был разработан метод отражательной электронной микроскопии (ОЭМ). Эрнст Руска в 1933 году впервые показал, что электроны, отраженные от поверхности образца могут быть использованы для формирования изображения поверхности. Первоначально для получения изображения в электронном микроскопе использовались пучки диффузионно-рассеянных электронов, которые формировали теневой контраст от особенностей морфологии поверхности. Однако после работ Каули, опубликованных в 1976 году, в которых был проанализирован брэгговский контраст отраженных электронов, интерес к ОЭМ существенно усилился, поскольку использование брэгговских пучков существенно увеличило разрешение прибора.

НА ГЛАВНУЮ