h λ= mv h - stała Plancka (4.14x10-15 ev s)

Transkrypt

1 Twórcy podstaw optyki elektronowej: De Broglie LV hipoteza: każde ciało poruszające się ma przyporządkowaną falę a jej długość jest ilorazem stałej Plancka i pędu. Elektrony powinny więc mieć naturę falową. Busch H pole magnetyczne i elektryczne może działać na naładowane cząstki jak soczewki szklane na światło. Dlaczego równanie de Broglie a jest takie ważne dla mikroskopii elektronowej? λ - długość fali m - masa spoczynkowa ev - prędkość e- h λ= mv h - stała Plancka (4.14x10-15 ev s)

2 Soczewki magnetyczne. Podstawowe prawa optyki świetlnej obowiązują w optyce elektronowej! Długość ogniskowej soczewki magnetycznej zależy od mocy soczewki i prędkości elektronów. A I N długość żelaznej obręczy Moc soczewki zależy od prądu przepływającego przez zwoje cewek oraz liczby zwojów cewki d f=k Vr NI 2 gdzie K jest stałą, Vr napięciem przyspieszającym, N liczbą zwojów cewki, a I natężeniem prądu płynącego przez cewki.

3 Oddziaływanie elektronów pierwotnych z cienkim preparatem. e- Augera emitowane dzięki nadmiarowi energii powstającej przy międzypowłokowych przejściach elektronowych Elektrony zaabsorbowane efekt całkowitej utraty energii elektronów pierwotnych Promieniowanie X charakterystyczne emisja w wyniku elektronowych przejść między powłokami Promieniowanie X ciągłe emisja energii traconej przez e- pierwotne w polu magnetycznym jądra atomowego Elektrony rozproszone efekt rozproszenia elektronów pierwotnych przez atomy materiału w wyniku oddziaływań nieelastycznych i elastycznych wiązka elektronowa promieniowanie X charakterystyczne Augera rozproszone promieniowanie X ciągłe zaabsorbowane nierozproszone

4 Oddziaływanie elektronów pierwotnych z cienkim preparatem. wiązka elektronowa Amplitudowy kontrast zmiana amplitudy fali elektronowej, pochłanianie i dyfrakcja elektronów. Wzmocnienie dzięki przesłonie obiektywowej. Fazowy kontrast zmiana fazy fali elektronowej po przejściu przez materiał. Wzmocnienie dzięki rozogniskowaniu soczewki obiektywowej. promieniowanie X charakterystyczne Augera rozproszone Przesłona obiektywowa promieniowanie X ciągłe zaabsorbowane nierozproszone

5 Konstrukcja mikroskopu elektronowego transmisyjnego - źródło elektronów. - kondensor z przesłonami, - stygmatory, - obiektyw, Źródło elektronów - projektor, - ekran fluorescencyjny, - układ próżniowy. Amplitudowy kontrast zmiana amplitudy fali elektronowej, pochłanianiu i dyfrakcji elektronów. Wzmocnienie dzięki przesłonie obiektywu. Fazowy kontrast zmiana fazy fali elektronowej po przejściu przez materiał. Wzmocnienie dzięki rozogniskowaniu soczewki obiektywowej. Kondensor Preparat Obiektyw Projektor Ekran fluorescencyjny

6 Konstrukcja mikroskopu elektronowego skaningowego - źródło elektronów. - kondensor z przesłonami, - cewki skanujące, Źródło elektronów - obiektyw, stygmatory, - układ próżniowy. Kondensor Cewki skanujące Kontrast topograficzny Obiektyw Detektor promieniowania X Detektor Detektor e- wtórnych elektronów Preparat Kontrast liczby atomowej Z

7 Mikroskopia elektronowa transmisyjna Obrazowanie komórek i struktur subkomórkowych: - anatomia ( przechodzące i absorbowane), - topografia ( wtórne) - STEM, - różnorodność pierwiastkowa i topografia ( wstecznie rozproszone); Analiza rozmieszczenia pierwiastków i pomiar ich stężenia: - mikroanaliza rentgenowska (promieniowanie X), - EELS (straty energii elektronów); Tomografia elektronowa - obrazowanie w trzech wymiarach: - organelle komórkowe, - białka i ich kompleksy.

8 Mikroskopia elektronowa skaningowa Obrazowanie komórek i tkanek: - topografia ( wtórne) - różnorodność pierwiastkowa i topografia ( wstecznie rozproszone); Analiza rozmieszczenia pierwiastków i pomiar ich stężenia: - mikroanaliza rentgenowska (promieniowanie X); Obrazowanie i pomiar składu pierwiastkowego w trzech wymiarach: - DualBeam (skrawanie jonowe); Krystalografia: - EBSD (Electron BackScattering Diffraction); Techniki mogą być wykorzystywane w wysokiej i niskiej próżni!

9 Obrazowanie komórek i tkanek Topografia (e- wtórne) - biologia, - geologia, - metalurgia. Rozkład pierwiastków (e- BS) - metalurgia, - geologia, - biologia.

10 Mikroskopia korelacyjna połączenie obrazowania w mikroskopie konfokalnym i mikroskopie elektronowym transmisyjnym. Deerinck 2008 Co już wiemy o kropkach kwantowych? - fluoryzują intensywnie i długotrwale, - są stabilne w układach biologicznych, - barwa fluorescencji zależy od ich wielkości, - budują je Cd, Se, Zn a więc pierwiastki ciężkie. Nisman et al. 2004