電子顯微技術(shù)

電子顯微技術(shù)利用高分辨率和放大倍率的電子顯微鏡對材料進(jìn)行特征分析如形貌觀察、能量色散X射線分析等分析的技術(shù)01簡介發(fā)展歷史背景目錄0302基本信息電子顯微技術(shù)是一種利用高分辨率和放大倍率的電子顯微鏡對材料進(jìn)行特征分析如形貌觀察、能量色散X射線分析等分析的技術(shù)。電子顯微技術(shù)在計量分析測定、立體觀察、圖像分析、電子工業(yè)、缺陷探測等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。簡介簡介電子顯微鏡技術(shù)是20世紀(jì)重大發(fā)明之一。1986年諾貝爾物理學(xué)獎授予了電子顯微鏡的發(fā)明者盧斯卡和掃描隧道顯微鏡的發(fā)明者賓尼格和羅勒，他們的發(fā)明使科學(xué)家有了一雙能看見原子的眼睛，為人類探索微觀世界做出了巨大貢獻(xiàn)。歷史背景歷史背景早在17世紀(jì)，人類首次通過玻璃透鏡觀察到了水中的微生物。到了19世紀(jì)，光學(xué)顯微鏡的應(yīng)用使醫(yī)學(xué)和生物學(xué)取得了很大進(jìn)步，但由于光波波長對分辨率的限制，光學(xué)顯微鏡的放大倍數(shù)還不能滿足科學(xué)家探索微觀世界的需要。1931年，盧斯卡和諾爾根據(jù)磁場可以會聚電子束這一原理發(fā)明了世界上第一臺電子顯微鏡。電子顯微鏡的原理同光學(xué)顯微鏡相同。光學(xué)顯微鏡通常是利用電燈作為光源。電燈發(fā)出的光波被聚光器匯聚到透明物體上，然后經(jīng)過物鏡等一系列透鏡形成放大的圖像。而電子顯微鏡是用電子束而非可見光來成像的。簡單說電子的行為同光波相似，但是其波長較光波的波長小幾百倍，這就使電子顯微鏡的分辨率大大提高。普通光學(xué)顯微鏡只能看清長20nm(納米)的結(jié)構(gòu)，而電鏡則能看清長0.5nm的結(jié)構(gòu)。前者放到大倍數(shù)最高不超過2000倍，后者則可以放到十萬倍以上。在電子顯微鏡中，磁場的作用類似于光學(xué)顯微鏡中的透鏡。隨后，科學(xué)家又發(fā)明了掃描電子顯微鏡。它主要是用來研究固體表面形貌的，它可以得到固體表面的三維效果圖像。發(fā)展發(fā)展1958年，我國成功地研制了第一臺電子顯微鏡。現(xiàn)在，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電子顯微鏡技術(shù)和功能也日益進(jìn)步，放大倍數(shù)已超過1000多萬倍，并在材料、生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。電子顯微鏡可以獲得許多引人入勝的顯微圖像，其逼真度和立體感令許多外行著迷。通過電子顯微鏡，人們可以觀察到氣味分子進(jìn)入蝴蝶觸須的途徑。材料科學(xué)家利用電子顯微鏡可以從原子尺度研究得到材料的微觀結(jié)構(gòu)及化學(xué)成分的信息。生理學(xué)家可以通過電子顯微鏡對神經(jīng)組織進(jìn)行研究，還可以動態(tài)觀察病毒進(jìn)入細(xì)胞的過程。用顯微鏡檢查計算機(jī)芯片制造過程中的焊接裂縫會十分清楚。1982年，賓尼格和羅勒發(fā)明了掃描隧道顯微鏡，1988年中國科學(xué)院白春禮和姚俊恩研制出了我國的第一臺掃描隧道顯微鏡。掃描隧道顯微鏡是另一種研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的全新技術(shù)，其放大倍數(shù)可達(dá)上億倍，它采用尖端只有一個原子的特殊探針對物質(zhì)表面進(jìn)行逐行掃描來獲得原子尺度的圖像，它也可以用探針對單個原子和分子進(jìn)行操縱，對材料表面進(jìn)行微加工。20世紀(jì)電子顯微技術(shù)的興起，為人類獲得新型材料以及促進(jìn)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展創(chuàng)造了條件，應(yīng)用廣泛的納米材料