Elektronimikroskopia

elektronimikroskopia, joka tunnetaan myös nimellä elektronianturin mikroanalysaattori, kehittyi hyödyntäen kahta tekniikkaa: elektronimikroskopia — keskitetyn suurenergisen elektronisuihkun käyttö vuorovaikutuksessa kohdemateriaalin kanssa, ja Röntgenspektroskopia-fotonien tunnistaminen elektronisuihkun vuorovaikutuksesta kohteen kanssa siten, että fotonien energia/aallonpituus on ominainen tapahtuvien elektronien synnyttämille atomeille. Ernst ruskan ja Max Knollin nimet liittyvät ensimmäiseen elektronimikroskoopin prototyyppiin vuonna 1931. Henry Moseleyn nimi liittyy röntgensäteiden aallonpituuden suoran yhteyden löytämiseen sen atomin identiteettiin, josta se on peräisin.

on ollut useita historiallisia kierteitä elektronisuihkun mikroanalyyttiseen tekniikkaan. Yhden kehittivät James Hillier ja Richard Baker RCA: lla. 1940-luvun alussa he rakensivat elektronimikroskoopin, jossa yhdistyivät elektronimikroskooppi ja energiahäviöspektrometri. Patenttihakemus jätettiin vuonna 1944. Elektronienergiahäviöspektroskopia sopii hyvin valoelementtien analysointiin ja niillä saatiin spektrejä C-Ka, N-Ka ja O-Ka säteilyä. Vuonna 1947 Hiller patentoi ajatuksen elektronisäteen käyttämisestä analyyttisten röntgensäteiden tuottamiseen, mutta ei koskaan rakentanut toimivaa mallia. Hän suunnitteli käyttävänsä Bragg-diffraktiota litteästä kristallista tiettyjen Röntgenaallonpituuksien ja valokuvauslevyn valitsemiseen ilmaisimeksi. RCA: lla ei kuitenkaan ollut kiinnostusta jatkaa keksinnön kaupallistamista.

toinen säie kehitettiin Ranskassa 1940-luvun lopulla. Vuosina 1948-1950 Raimond Castaing rakensi André Guinierin johdolla ONERALLE ensimmäisen elektronin ”microsonde électronique” (elektronimikrobe). Tämä mikrobi tuotti 1-3 µm: n elektronisäteen halkaisijan, jonka sädevirta oli ~10 nanoampeeria (nA), ja käytti Geigermittaria näytteestä tuotettujen röntgensäteiden havaitsemiseen. Geigermittari ei kuitenkaan pystynyt erottamaan tietyistä alkuaineista tuotettuja röntgensäteitä, ja vuonna 1950 Castaing lisäsi näytteen ja ilmaisimen väliin kvartsikiteen salliakseen aallonpituuden erottelun. Hän lisäsi myös optisen mikroskoopin tarkastelemaan säteen iskukohtaa. Tuloksena oleva mikropakkaus kuvattiin Castaingin vuonna 1951 Pol Duwezin ja David Wittryn englanniksi kääntämässä väitöskirjassa, jossa hän loi perustan elektronimikroprobin kvantitatiivisen analyysin teorialle ja sovellukselle ja loi teoreettisen viitekehyksen absorption ja fluoresenssin vaikutusten matriisikorjauksille. Castaingia (1921-1999) pidetään elektronimikroprobian analysoinnin ”isänä”.

1950-luku oli elektronisuihkumikroanalyysin vuosikymmen, jonka Castaing esitti ensimmäisessä eurooppalaisessa Mikroskopiakonferenssissa Delftissä vuonna 1949 ja sen jälkeen National Bureau of Standards conference on Electron Physics-konferenssissa Washington DC: ssä vuonna 1951 sekä muissa konferensseissa 1950-luvun alussa ja puolivälissä. monet tutkijat, pääasiassa materiaalitutkijat, alkoivat kehittää omia kokeellisia elektronimikroskooppejaan, jotka alkoivat joskus tyhjästä, mutta käyttivät monesti ylimääräisiä elektronimikroskooppeja.

yksi Delft 1949-Elektronimikroskopiakonferenssin järjestäjistä oli Vernon Ellis Cosslett Cambridgen yliopiston Cavendish-laboratoriossa, joka oli elektronimikroskopian, pyyhkäisyelektronimikroskopian ja Bill Nixonin röntgenmikroskopian tutkimuskeskus. Peter Duncumb yhdisti kaikki kolme teknologiaa ja kehitti väitöskirjatyönään (julkaistu 1957) pyyhkäisyelektroniröntgen-mikroanalysaattorin, joka kaupallistettiin Cambridge-mikroskoopin instrumentiksi.

Pol Duwez, belgialainen materiaalitieteilijä, joka pakeni natseja ja asettui California Institute of Technologyyn ja teki yhteistyötä Jesse dumondin kanssa, kohtasi André Guinierin junassa Euroopassa vuonna 1952, jossa hän sai tietää Castaingin uudesta soittimesta ja ehdotuksesta, että CalTech rakentaisi samanlaisen soittimen. David Wittry palkattiin rakentamaan sellainen väline kuin hänen väitöskirjansa, jonka hän suoritti vuonna 1957. Siitä tuli Arl EMX electron-mikropommin prototyyppi.

1950-luvun lopulla ja 1960-luvun alussa Pohjois-Amerikassa, Isossa-Britanniassa, Euroopassa, Japanissa ja Neuvostoliitossa oli toistakymmentä muuta laboratoriota kehittämässä elektronisuihkuröntgen-mikroanalysaattoreita.

ensimmäisen kaupallisen elektronimikropaperin, ”MS85: n” valmisti Ranskalainen CAMECA vuonna 1956.. Sitä seurasivat pian 1960-luvun alussa monet muiden yritysten microprobit; kaikki yritykset CAMECAA, JEOLIA ja Shimadzu Corporationia lukuun ottamatta ovat kuitenkin lopettaneet toimintansa. Lisäksi monet tutkijat rakentavat laboratorioihinsa elektronimikrobeja. Merkittäviä myöhempiä parannuksia ja muutoksia mikroputkiin olivat elektronisuihkun skannaus Röntgenkarttojen tekemiseksi (1960), solid state EDS-ilmaisimien lisääminen (1968) ja synteettisten monikerroksisten diffraktiokiteiden kehittäminen valoelementtien analysointia varten (1984). Myöhemmin CAMECASTA tuli myös uranuurtaja elektronimikropaperin suojatun version valmistamisessa ydinsovelluksiin. Useat uudet edistysaskeleet CAMECA-instrumenteissa viime vuosikymmeninä mahdollistivat niiden laajentamisen metallurgiaan, elektroniikkaan, geologiaan, mineralogiaan, ydinvoimaloihin, hivenaineisiin, hammaslääketieteeseen jne.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.