Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Ионный проектор

Ионный проектор (далее И) автоионный микроскоп, безлинзовый ионно-оптический прибор для получения увеличенного в несколько миллионов раз изображения поверхности твердого тела. С помощью И можно различать детали поверхности, разделенные расстояниями порядка 2-3 , что дает возможность наблюдать расположение отдельных в решетке. И изобретен в 1951 немецким ученым Э. Мюллером, который ранее создал электронный проектор.

  Принципиальная схема И. и. показана на рис. 1. Положительным электродом и одновременно объектом, поверхность которого изображается на экране, служит острие тонкой иглы. (или молекулы) газа, заполняющего внутренний объем прибора, ионизуются в сильном электрическом поле вблизи поверхности острия, отдавая ему свои электроны. Возникшие положительные ионы приобретают под действием поля радиальное (перпендикулярное поверхности острия) ускорение, устремляются к флуоресцирующему экрану (потенциал которого отрицателен) и бомбардируют его. Свечение каждого элемента экрана пропорционально плотности приходящего на него ионного тока. Поэтому распределение свечения на экране воспроизводит в увеличенном масштабе распределение плотности возникновения ионов вблизи острия. Масштаб увеличения m равен отношению радиуса экрана R к радиусу кривизны острия r, m = R/r (чем тоньше острие, тем больше увеличение).

  Вероятность прямой ионизации газа в электрическом поле оказывается значительной, если на расстояниях порядка размеров (молекулы) газа создается падение потенциала порядка ионизационного потенциала этой частицы. Напряженность такого поля чрезвычайно велика - от 2 до 6 в/, т. е. (2-6)×108 в/см. Столь сильное поле легко создать у поверхности острия (на удалении 5-10  от нее) при достаточно малом радиусе кривизны поверхности - от 100 до 1000 . Именно этим (наряду со стремлением к большим увеличениям) обусловлено использование в И образца в виде тонкого острия. Происходящий в И процесс ионизации газа в сильном поле острия носит название автоионизации.

  Вблизи острия электрическое поле неоднородно - над ступеньками решетки или отдельными выступающими его локальная напряженность увеличивается: на таких участках вероятность автоионизации выше и количество ионов, образующихся в единицу времени, больше. На экране эти участки отображаются в виде ярких точек. Иными словами, образование контрастного изображения поверхности определяется наличием у нее локального микрорельефа. Ионный ток и, следовательно, яркость и контрастность изображения растут с повышением давления газа, которое в И, однако, обычно не превышает примерно 0,001 мм рт. ст.; при более высоком давлении начинается газовый разряд.

  Разрешающая способность И зависит главным образом от касательных (относительно поверхности острия) составляющих тепловых скоростей ионов и от напряженности ноля у острия. В отличие от электронного проектора, в И влияние дифракции на разрешающую способность относительно мало вследствие значительно большей (по сравнению с электронами) массы ионов. Далее, разрешение И существенно зависит от поляризуемости a (или молекул) рабочего газа; наиболее пригодны для использования в И газы с малой a ( Большинство частиц газа достигает поверхности острия, не претерпев ионизации. При обычных температурах они затем покидают ее, обладая значительными касательными составляющими скорости. При охлаждении острия до температуры жидкого или (20-78 К) неионизованные молекулы на некоторое время "прилипают" к нему, теряя свою кинетическую энергию. Их ионизация происходит после испарения с острия (для на расстоянии " 5  от него; локальное распределение поля на таком удалении от поверхности достаточно хорошо выявляет структуру острия, см. рис. 2).

  И широко применяется для исследования структуры чистых металлов и различных сплавов и ее связи с их механическими свойствами; всевозможных дефектов в кристаллах, в частности дислокаций и повреждений, вызванных радиоактивным облучением; влияния способов обработки, например пластических деформаций, на свойства материалов. С его помощью изучают процессы коррозии, адсорбции и десорбции, свойства тонких пленок, осажденных на поверхности металлов. Сопоставление результатов исследований в электронном проекторе и в И. п. позволяет получить значительную информацию об электронных свойствах металлов, сплавов и пленочных систем, чрезвычайно важную в современной электронике. Ведутся работы, ставящие целью изучение с помощью И структуры биологических молекул.

  Лит.: Мюллер Э., Автоионная микроскопия, "Успехи физических наук", 1967, т. 92, в, 2, с. 293; Автоионная микроскопия, пер. с англ., М., 1971.



Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 21.01.2020 16:33:57
16:25 Раскрыта державшаяся в тайне болезнь Оззи Осборна
16:23 В Санкт-Петербурге начнут штрафовать за остекление балконов
16:23 Стало известно будущее главы Минздрава Скворцовой
16:20 В России допустили рукотворную природу нового вируса из Китая
16:18 Адвокаты расстрелявшего сослуживцев срочника потребовали рассекретить дело
16:18 В США раскрыли сценарий применения авианосца против России
16:17 Раскрыта личность отдавшего 400 тысяч евро за портрет Путина россиянина
16:16 Новое правительство обойдется без бывшего министра спорта Колобкова
16:12 Тела матери и дочери нашли в душевой кабине затопленного российского хостела