徠卡顯微鏡—電鏡中的信號(hào)物質(zhì)

為了觀(guān)察和分析被校樣品，除照明物質(zhì)和透鏡外，還必須有針對(duì)性地利用電子和樣品作用時(shí)所產(chǎn)生的各種有意義的信號(hào)物質(zhì)。

徠卡顯微鏡電子與樣品碰掐后，由于庫(kù)侖場(chǎng)的作用它的運(yùn)動(dòng)方向和動(dòng)能都可能有變化。我們可以把作用后的韌始電子按其運(yùn)動(dòng)方向分成三類(lèi)；（一）透射電子（二）背散射（或稱(chēng)反射）電子（三）吸收電子。透射電子又可分成三類(lèi)：（a）直接透射電子，指穿過(guò)樣品時(shí)運(yùn)動(dòng)方向和能量沒(méi)有明顯改變者；（b）彈性散射電子，指穿過(guò)樣品后運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)于入射方向有所改變而能量幾乎不變考；（c）非彈性散射電子，指穿過(guò)樣品后運(yùn)動(dòng)方向有變化，能量也有部分損失者。背散射電子是初始電子作用后運(yùn)動(dòng)方向的改變大于90。，因而從樣品表面反射回來(lái)者。這里也包含有彈性散射和非彈性散射兩類(lèi)電子。它們的能量有不同的損失，故有很寬的能量分布范圍。吸收電子指樣品中吸收的殘存電子。它們是入射電子在樣品內(nèi)經(jīng)多次碰撞、失能，直至動(dòng)能為零，因而不能逸出樣品的電于。

徠卡顯微鏡無(wú)論是透射或反射的非彈性散射電子，它們?cè)谂c樣品作用的過(guò)程中都將損失部分能量。這種能量可以引起樣品中原子的激發(fā)，zui終使其產(chǎn)生升溫、磁化、電離、二次激發(fā)等效應(yīng)。透射電鏡和掃描電鏡中正是分別利用上述的某些信號(hào)作為其實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

關(guān)于徠卡生物顯微鏡掃描電鏡的試驗(yàn)工作早在1935年，幾乎與透射電鏡同時(shí)，就由M．Kn011所開(kāi)創(chuàng)。1938年M．V叨A七enne自制了一臺(tái)電鏡，并著文闡述了實(shí)現(xiàn)掃招電子顯微的原理。以后在二次大戰(zhàn)初期，美、德等國(guó)科學(xué)家也在這方面做過(guò)不少工作。但是當(dāng)時(shí)信號(hào)的檢測(cè)和放大技術(shù)還很不完善，圖像的背景噪聲太高，故未能得到廣泛應(yīng)用。1948年開(kāi)始英國(guó)科學(xué)家cw．oatky指導(dǎo)幾屆學(xué)生，先后堅(jiān)持了十余年，終于在1965年首先制成了可用的商品掃描電

鏡。1968年起兒w．c陰e又把一種新型場(chǎng)致發(fā)射電子源用于掃描電鏡，并進(jìn)一步在掃描式透射電鏡（sTEM）上大大提高了圖像分辨率，開(kāi)創(chuàng)了原子成像技術(shù)。目前各國(guó)廠(chǎng)’商都能不斷推出各種型導(dǎo)的掃描電鏡。

在當(dāng)今電鏡的發(fā)展過(guò)程中，徠卡顯微鏡還有一些值得注意的新方向，如利用發(fā)射針尖為基礎(chǔ)的各類(lèi)顯微鏡，包括場(chǎng)發(fā)射電鏡、場(chǎng)離子顯微鏡和原子探針等；基于參考波和物樣散射波之間的干涉，以復(fù)原物體的（透射電鏡）電子全息術(shù)‘在常規(guī)掃描電鏡基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的環(huán)境掃描電鏡（可用于研究濕樣品）和共聚焦掃描光學(xué)顯微鏡（可提供三維信息）等。此外，目前已引起人們?nèi)找骊P(guān)注的隧道掃描顯微鏡（sTM）（Binnt8和Roh肥r為此也獲得了l986年諾貝爾物理獎(jiǎng)）和原子力顯微鏡（AFM）則是利用針尖技術(shù)和掃描電鏡有關(guān)的原理而發(fā)展起來(lái)的設(shè)備，它們已經(jīng)根本擺脫了電子透鏡的作用。這預(yù)示著到下世紀(jì)徠卡顯微鏡電子顯微學(xué)也許將會(huì)有新的突破。

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