Polowy mikroskop jonowy

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
(Przekierowano z Mikroskop jonowy)
Skocz do: nawigacja, szukaj
Obraz uzyskany w mikroskopie jonowym z katodą wolframową. Układ plamek pokazuje rozmieszczenie pojedynczych atomów na ostrzu. Pierścieniowy układ plamek jest obrazem sześciennej sieci krystalicznej na powierzchni sferycznej[1]
Schemat mikroskopu jonowego

Polowa mikroskopia jonowa (ang. Field ion microscopy (FIM)) – technika analityczna stosowana w nauce o materiałach.

Jest to najstarsza technika, które pozwoliła "zobaczyć" pojedyncze atomy. Technika została wymyślona i zastosowana po raz pierwszy przez Erwina Müllera, który opublikował jej zasady w 1951 r, w czasopiśmie Zeitschrift für Physik.

Za pomocą tej techniki można oglądać atomy na powierzchni specjalnie spreparowanych, cienkich (promień <50 nm) metalowych igieł. Igłę taką umieszcza się w komorze próżniowej, którą napełnia się gazem szlachetnymneonem lub helem. Igła jest schładzana do bardzo niskiej temperatury (20-100 K), a następnie jest do niej przykładana dodatnie napięcie wielkości od 5000 do 10 000 woltów.

Atomy gazu są jonizowane przez sile pole elektryczne generowane przez igłę (stąd pochodzi nazwa techniki). Utworzone w ten sposób jony dodatnie są odpychane od igły, w przybliżeniu prostopadle do jej powierzchni. Jest to tzw. efekt punktowej projekcji jonów. Jony te trafiają do detektora. Dzięki temu, że masy jonów są relatywnie duże w porównaniu z masą elektronu, na ich ruch niewielki wpływ mają efekty kwantowomechaniczne, a ich prędkości termiczne są mniejsze, co poprawia ostrość obrazu[1]. Obrazy tworzone na podstawie danych z takiego detektora mają na tyle dużą rozdzielczość, że można na nich rozpoznać pojedyncze atomy powierzchni.

Technika ta nadaje się do badania wyłącznie specjalnie preparowanych powierzchni metali. Pokrewnymi i bardziej uniwersalnymi technikami są mikroskop elektronowy (zwłaszcza mikroskop polowy), skaningowy mikroskop tunelowy i mikroskop sił atomowych.

Przypisy

  1. 1,0 1,1 Richard P. Feynman, Robert B. Leighton, Matthew Sands: Feynmana wykłady z fizyki. Wyd. III. T. II. Cz. 1. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1974, s. 119.

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  1. K.Oura, V.G.Lifshits, A.ASaranin, A.V.Zotov and M.Katayama, Surface Science – An Introduction, (Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2003).
  2. John B. Hudson, Surface Science – An Introduction, (BUTTERWORTH-Heinemann 1992).