徠卡顯微鏡—電鏡中的信號物質(zhì)

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

徠卡顯微鏡電子與樣品碰掐后，由于庫侖場的作用它的運動方向和動能都可能有變化。我們可以把作用后的韌始電子按其運動方向分成三類；（一）透射電子（二）背散射（或稱反射）電子（三）吸收電子。透射電子又可分成三類：（a）直接透射電子，指穿過樣品時運動方向和能量沒有明顯改變者；（b）彈性散射電子，指穿過樣品后運動方向相對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，指穿過樣品后運動方向有變化，能量也有部分損失者。背散射電子是初始電子作用后運動方向的改變大于90。，因而從樣品表面反射回來者。這里也包含有彈性散射和非彈性散射兩類電子。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，直至動能為零，因而不能逸出樣品的電于。

徠卡顯微鏡無論是透射或反射的非彈性散射電子，它們在與樣品作用的過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作為其實驗基礎(chǔ)。

關(guān)于徠卡生物顯微鏡掃描電鏡的試驗工作早在1935年，幾乎與透射電鏡同時，就由M．Kn011所開創(chuàng)。1938年M．V叨A七enne自制了一臺電鏡，并著文闡述了實現(xiàn)掃招電子顯微的原理。以后在二次大戰(zhàn)初期，美、德等國科學(xué)家也在這方面做過不少工作。但是當(dāng)時信號的檢測和放大技術(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年開始英國科學(xué)家cw．oatky指導(dǎo)幾屆學(xué)生，先后堅持了十余年，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，開創(chuàng)了原子成像技術(shù)。目前各國廠’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)的各類顯微鏡，包括場發(fā)射電鏡、場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）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)也許將會有新的突破。

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