Mühazirəçi: dosent Lalə İslam qızı Vəliyeva MÜhaziRƏ-4 nanomateriallarin təDQİQİNDƏ İSTİfadə
Yüklə 146,17 Kb. Pdf görüntüsü
|
|
Bakı Dövlət Universiteti Nanomateriallar n kim ə i fi ikas kafedras Nanomaterialların kimyəvi fizikası kafedrası Mühazirəçi: dosent Lalə İslam qızı Vəliyeva MÜHAZİRƏ-4 NANOMATERİALLARIN TƏDQİQİNDƏ İSTİFADƏ OLUNAN ÜSULLAR İnsan gözünün görə biləcəyi ən minimal ölçülü (0,1 mm tərtibli) obyektin ən yaxşı görmə məsafəsi 25 sm hesab olunur. Müasir optik mikroskoplar obyekti 1500 dəfə böyüdə bilir Bu o deməkdir ki bu mikroskoplarla 10 -7 m ölçülü obyektləri görmək böyüdə bilir. Bu o deməkdir ki, bu mikroskoplarla 10 7 m ölçülü obyektləri görmək mümkündür. Optik mikroskopların görmə (və ya ayırdetmə) qabiliyyətinin sonrakı artımı bir i i i l ti likl l ü l di B ilk ö dif k i bili
ti il b ğl l bi sıra prinsipial çətinliklərlə üzləşdi. Bu ilk öncə difraksiya qabiliyyəti ilə bağlı olan bir maneədir. Belə ki, ΧΙΧ əsrin 70-ci illərində Reley tərəfindən göstərilmişdir ki, aralarındakı məsafə
λ/n –dən kiçik olan obyektləri görmək mümkün deyil ( λ - işıq dalğasının uzunluğu, n – mühitin sındırma əmsalıdır). Bildiyimiz kimi, optik diapazon 400 (bənövşəyi) ilə 800 nm (qırmızı) arasındadır. Ona görə də ən müasir optik mikroskoplar 200 nm ölçüyə malik obyekləri görmək imkanına malik deyillər. Bu maneəni aradan qaldırmaq üçün şüalanan dalğa uzunluğunu min dəfələrlə azaltmaq lazımdır. Nanoquruluşları tədqiq etmək üçün istifadə edilən üsulları
Nanoquruluşları tədqiq etmək üçün istifadə edilən üsulları ənənəvi və qeyri ənənəvi olmaqla 2 böyük qrupa bölmək olar. Ənənəvi üsullara spektroskopiya üsullarını, məsələn, infraqırmızı (İQ) spektroskopiya üsulunu, rezonans üsullarını – nüvə maqnit rezonansı (NMR) və messbauer spektroskopiyasını (NQR) qeyri-ənənəvi nüvə maqnit rezonansı (NMR) və messbauer spektroskopiyasını (NQR), qeyri-ənənəvi üsullara isə aşağıdakı müasir üsulları aid etmək olar: 1. İşıqburaxan elektron mikroskopiyası; 5. Skanedici tunnel mikroskopiyası; 2 Skanedici elektron mikroskopiyası; 6 Atom güvvət mikroskopiyası; 2. Skanedici elektron mikroskopiyası; 6. Atom-güvvət mikroskopiyası; 3. Sahə elektron və ion mikroskopiyası; 7. Yaxınsahəli skanedici optik mikrosk.; 4. Skanedici zond mikroskopiysı; 8. Zond nanolitoqrafiyası. 1. Ənənəvi tədqiqat üsulları və onların fiziki əsasları Bilirik ki, hər hansı bir maddənin, cismin fiziki və kimyəvi xassələrini öyrənməklə onun quruluşu haqqında məlumat əldə etmək mümkündür. Bu məqsədlə udulma və buraxma spektrlərinin, müxtəlif şüaların difraksiyasının, maqnir və elektrik qarşılıqlı təsirlərinin, maddənin mexaniki, istilik, elektrik və s. xassələrini tadqiqi mühüm əhəmiyyət kəsb edir. Quruluşun əsas xarakteristikaları dedikdə nüvələrarası məsafələr, valent bucaqları, Quruluşun əsas xarakteristikaları dedikdə nüvələrarası məsafələr, valent bucaqları, rabitələrin enerjisi, atimların effektiv yükləri, dipol momenti, ionlaşma potensialı, elektrona hərislik və s. başa düşülür. Bu kəmiyyətlərin qiymətləri molekulun elektron konfiqurasiyası ilə yəni elektronların molekulyar orbitallarda paylanması ardıcıllığı konfiqurasiyası ilə, yəni elektronların molekulyar orbitallarda paylanması ardıcıllığı ilə müəyyən edilir. Quruluş haqqında son nəticə, əksər hallarda, müxtəlif üsullar vasitəsilə alınmış məlumatların müqayisəli təhlilindən sonra əldə edilir. İnfraqırmızı spektroskopiya İQ spektroskopiya infraqırmızı oblastda (dalğa ədədi 3 ⋅10 12
⋅10 14 hs, dalğa l 6 3 ) l k i l d l k l
k l i i uzunluğu 10 -6 -10
-3 m) elektromaqnit şüalarının udulma və əksolma spektrlərini öyrənən molekulyar optik spektroskopiyanın bir bölməsidir. İQ spektrlərin tədqiqi kimyəvi tərkib, quruluş, konfiqurasiya və konformasiya haqqında məlumat almağa imkan verir və burada enerjinin dəyişməsi rəqs səviyyələri arasında keçid zamanı baş verir.
İQ spektroskopiyada molekulun enerji halı üç faktorla – molekulun fırlanması ilə, bir-birinə nəzərən molekulu təşkil edən atomların qərsi hərəkəti ilə və molekulun elektron quruluşu ilə müəyyən edilir. Enerjininn fırlanma səviyyələri arasındakı məsafə 10 -3 eV tərtibindədir. Bu səviyyələr arasındakı keçidlər dalğa uzunluğu 0,1 mm-lə 1 sm arasında olan yy ğ ğ şüalanmaya uyğun gəlir (bax şəkil 1). Enerjininn rəqsi səviyyələr arasındakı məsafə isə təqribən iki tərtib böyük olub, 0,1eV-a bərabərdir. Bu səviyyələr arasındakı keçidlər 1 mkm - 0,1 mm dalğa 0,1eV a bərabərdir. Bu səviyyələr arasındakı keçidlər 1 mkm 0,1 mm dalğa uzunluqlu şüalanmanın generasiyasına səbəb olur. Səviyyələr arası valent elektronlarının fərqi bir neçə elektron-volt tərtibində olur ki, by da ultrabənövşəyi oblasta uyğundur oblasta uyğundur. Elektrik dipol qarşılıqlı təsirlərində yalnız fırlanma hərəkətləri həyəcanlana bilir, rəqsi keçidlər isə fırlanma və elektron keçidləri ilə xarakterizə olunur. Normal t t l d
l k ll i tilik
ji i 0 026 V d B d kdi ki temperaturlarda molekulların istilik enerjisi 0,026eV-dur. Bu o deməkdir ki, molekullar özlərinin elektron və rəqs enerji səviyyələrinin ən aşağı pilləsində yerləşirlər; yalnız fırlanma hərəkəti yüksək dərəcədə həyəcanlanmaya məruz qalır. Molekulun fırlanma enrjisi onun simmetriyasından, ətalət momentindən və həmçinin, J fırlanma kvant ədədindən asılıdır, yəni o müəyyən diskret qiymətlər ala bilər. Fırlanma spektrinə malik olan ən sadə molekullara misal olaraq ikiatomlu (şəkil 2) və xətti çoxatomlu molekulları göstərmək olar ki, onların iki baş ətalət momentləri eynidir, üçüncü isə sıfra bərabərdir.
Şəkil 1. Molekulda enerji keçidlərinin və termlərin sxemi: W e1 , W e2 – elektron halları, V 1
2 –rəqsi halları, J 1 , J
2 – fırlanma hallarını göstərir. Bu cür molekullar üçün fırlanma enerjisi aşağıdakı tənliklə hesablana bilər:
) 1 ( ) ( + = Burada B – fılanma sabiti olub, h B 2 = I B 2 8 π = bərabərdir. Burada Ι -ətalət momentidir və ikiatomlu molekullar üçün onun qiymətini müəyyən etmək üçün Şəkil 2. AB ikiatomlu molekulun fırlanma hərəkəti: S-molekulun ağırlıq mərkəzidir.
= 2 hərəkəti: S molekulun ağırlıq mərkəzidir. B A m m I + = dü d i if d k l düsturundan istifadə etmək olar. 1-ci ifadədən aydın olur ki, molekulun ətalət momenti böyük olduqca, fırlanma xətləri bir-birinə daha yaxın olur. Aşağıdakı şəkildə ikiatomlu molekulun fırlanma spektri təsvir edilib. Burada
– fırlanma sabitidir. Ordinat oxunda intensivlik, Ordinat oxunda intensivlik, absis oxunda isə dalğa ədədi verilib. Şüalanma
ilə qarşılıqlı təsir nəticəsində bu qarşılıqlı təsir nəticəsində bu fırlanma keçidləri arasında keçidlər baş verir. Onu da qeyd etmək lazımdır ki, bu keçidlər istənilən kimi yox, seçmı qaydasına görə ( ΔJ=±1 ) həyata keçir. Beləliklə, fırlanma keçidi üçün dalğa ədədi ,....
2 , 1 , 0 ), 1 ( 2 = + = J J B R ν Fırlanma spektrindən istifadə etməklə fırlanma sabitini, ətalət momentini və atomlar arasındakı məsafəni tapmaq olar. Mürəkkəb molekullar üçün fırlanma enerjisinin ifadəsi çox mürəkkəb şəkildə ç j
ş olur, bəzi molekullar üçün isə bu ifadəni yazmaq ümumiyyətlə mümkün olmur. Molekulun fırlanma hərəkətini nəzərdən keçirdik, indi isə molekulu təşkil edən t l bi bi i i h
k ti b atomların bir-birinə nəzərən qərsi hərəkəti baxaq. Kvant mexanikasından məlumdur ki, ossolyatorlar sisteminin tezliyi rəqs edən zərrəciklərin kütlələrindən və onlar arasındakı məsafədən asılıdır: μ π
f 2 1 = Burada
f – qüvvə sabiti, m – sistemin kütləsidir. Bundan başqa, kvant mexanikasında harmonik ossolyator modelinin diskret enerji halları üçün aşağı ifadə alınmışdır: μ ç
ş ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ +
= 2 1 2 2 1 ) (
f h n h n E μ π ν Burada
n=0, 1, 2, ... fırlanma kvant ədədidir; seçmə qaydası isə Δn=±1 kimidir. 1-ci ifadə müəyyən yaxınlaşmalarla molekulyar sistemlərə də şamil edilə bilr İkiatomlu ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ μ ifadə müəyyən yaxınlaşmalarla molekulyar sistemlərə də şamil edilə bilr. İkiatomlu molekul halında isə, hər iki ifadə öz görünüşünü saxlayır, lakin sistemin gətirilmiş kütləsi μ
) /( + μ ) /( B A B A m m m m + = μ Çoxatomlu sistemlər üçün bu ifadələr mürəkkəb şəkil alır. Molekullar və nanoklasterlər İQ spektroskopiya üsulları ilə tədqiq edildikdə, onların molekulyar modellərinin parametrləri haqqında məlumat əldə etmək olur ki, bunu da tərs spektral məsələlərin həlli ilə nail olmaq mümkündür. Molekulyar modellərin parametrləri dedikdə, sistemi təşkil edən atomların kütlələri, rabitə p uzunluqları, valent və torsion bucaqları, potensial səthlərin xarakteristikaları (məsələn, qüvvə sabitləri), rabitələrin dipol momentləri və s. başa düşülür. İQ spektroskopiya ilə fəza konformasiya izomerlərini müəyyən etmək, molekuldaxili spektroskopiya ilə fəza konformasiya izomerlərini müəyyən etmək, molekuldaxili və molekullararası qarşılıqlı təsirləri öyrənmək, kimyəvi rabitələrin xarakterini, molekullarda yüklərin paylanmasını, faza keçidlərini, kimyəvi reaksiyaların kinetikasını yaşama müddətləri kiçik olan (10 -6 san) zərrəcikləri qeyd etmək bir kinetikasını, yaşama müddətləri kiçik olan (10 san) zərrəcikləri qeyd etmək, bir sıra həndəsi parametrləri dəqiqləşdirmək və termodinamik funksiyaları hesablamaq üçün nəticələri almaq mümkündür. R i kt l i i t t i
(t hlil li ) t
k ü ü ü t lif
d ll d Rəqsi spektrləri interpretasiya (təhlil, analiz) etmək üçün müxtəlif modellərdən istifadə edilir ki, onları da 4 kateqoriyaya bölürlər: • eyni tərkibli amorf və kristallik cisimlərin rəqsi spektrlərinin müqayisəsinə əsaslanan modellər; • 102 atomdan ibarət böyük klasterlərə əsaslanan hesablamalar; • müəyyən sayda atomlardan ibarət kiçik klasterlərə əsaslanan hesablamalar; • digər klasterlərlə rəqsi bağlı olmayan lokal molekulyar klasterlərə əsaslanan hesablamalar. Bu model hesablamaları keyfiyyət və kəmiyyət baxımından spektrləri dəqiq təhlil etməyə, spektr və quruluşlar arasındakı uyğunluğu müəyyən etməyə imkan verir. Mi l ü ü ğ d k
kt l i ö t k kif
tdi b d C füll
i i N Misal üçün aşağıdakı spektrləri göstərmək kifayətdir; burada C 60 füllereninin Na və Li-la stereokimyəvi birləşməsinin spektrləri təsvir olunmuşdur. İQ spektrləri: ) 1 C 2 Li C 3 Li C 4 Li C 5 Li C 6 Li C 7 Li C 8 Li C a) 1- C 60 , 2 – Li 1 C 60 , 3 - Li 2 C 60 , 4 – Li 3 C 60 , 5 – Li 4 C 60 , 6 – Li 6 C 60 , 7 – Li 8 C 60 , 8 – Li 12 C 60 ; b) 1- C 60 , 2 – Na 1 C 60 , 3 - Na 2 C 60 , 4 – Na 3 C 60 , 5 – Na 4 C 60 , 6 – Na 6 C 60 , 7 – Na 8 C 60 , 8 – Na 12 C 60 . Rezonanas üsulları – nüvə maqnit rezonansı (NMR) və messbayer spektroskopiyası (NQR) NMR radiospektroskopiyanın üsullarından biri olub, atom və molekulların elektron halının kondensə olunmuş hallarda maddənin quruluşunu və dinamikasını ş q ş hesablamağa imkan verir. NMR üsulu 1946-cı ildə amerika fizikləri E.Persell (Harvard Universiteti) və Blox (Stanford Universiteti) tərəfindən kəşf edilmiş və bu kəşfə görə 1952-ci ildə Blox (Stanford Universiteti) tərəfindən kəşf edilmiş və bu kəşfə görə 1952 ci ildə Nobel mükafatına layiq görülmüşlər. Bu üsul, nüvəsinin maqnit momenti sıfır olan və xarici sabit maqnit sahəsində yerləşən cisim tərəfindən radiotezlikli elektromaqnit enerjisinin rezonans yerləşən cisim tərəfindən radiotezlikli elektromaqnit enerjisinin rezonans udulmasına əsaslanır. (Maqnit momentləri sıfra bərabər olan nüvələr 1 H,
H, 13 C, 14 N, 15 N, 19 F, 29 Si,
31 P və s.)
NMR kt k i di ü ll d
f l di
bi ü i tl i NMR spektroskopiyası, onu digər üsullardan fərqləndirən bir sıra xüsusiyyətləri ilə xarakterizə olunurlar. Belə ki, məlum izotoplarının təqribən yarısının nüvələrinin ( ∼150) maqnit momentinə malik olmasına baxmayaraq, sistemli olaraq onların çox İ az qismindən tədqiqatlarda istifadə olunur. İmpuls rejimində işləyən spektrometrlər yaranmamışdan öncə, tədqiqatların əksəriyyəti hidrogen nüvələrində (protonlarda) 1 H və ftor nüvələrində 19 F aparılırdı. Çünki bu nüvələr NMR spektroskopiyası üçün ideal xassələrə malikdir:
1. Hidrogen- və ftor tərkibli maddələrdə yüksək tərtibdə təbii “maqnt” izotopu d (
1 H 99 98%
19 F 1000%)
vardır ( 1 H 99,98%, 19 F 1000%); 2. Yüksək maqnit momentinə malikdirlər; 3. Spinləri Ι=1⁄2 NMR-nın digər bir xüsusiyytəti ondan ibarətdir ki, burada rezonanslaşan nüvə mübadilə proseslərinin təsiri ilə rezonans siqnallarının yerinə və eninə təsir göstərir. Belə ki, maye spektrlərində NMR xətlərinin eninin 0,1-1 Hs tərtibində olmasına baxmayaraq, həmin nüvə bərk fazada tədqiq edildikdə bu en 1 ⋅10
14 Hs-ə qədər arta bilir. NMR spektrometrləri radiospektrometr vasitəsilə qeyd edilir (sonrakı slayddakı şəklə bax). Hal-hazırda müasir qurğularda NMR üsulu ilə 80 maqnit nüvəsini tədqiq etmək Hal-hazırda müasir qurğularda NMR üsulu ilə 80 maqnit nüvəsini tədqiq etmək mümkündür. NMR spektroskopiyası analizin əsas fiziki-kimyəvi üsuludur. Onun nəticələrindən istifadə etməklə kimyəvi reaksiyaların həm orta məhsulları, həm də son məhsulları haqqında məlumat almaq olar NMR konformasiya tarazlığı bərk son məhsulları haqqında məlumat almaq olar. NMR konformasiya tarazlığı, bərk cisimlərdə atom və molekulların diffuziyası, daxili hərəkətlər, hidrogen rabitələri və s. haqqında informasiya verir.
NMR-spektrometrinin sxemi Bundan başqa, NMR üsulu ilə ilk süni füllerenin varlığı aşkar edilmişdir. NMR spektrləri ilə atom yığımlarının (nanoklasterlərin) ölçü parmetrləri haqqında da i f i
t k ü kü dü informasiya əldə etmək mümkündür.
Nanoquruluşlu materialların tədqiqində istifadə olunan digər üsul 1958-ci ildə q ş q q g R.L.Messbayer tərəfindən irəli sürülmüş nüvə qamma-rezonans (NQR) üsuludur . Bu üsulu əksər müəlliflər Messbayer spektroskopiyası adlandırırlar. Qamma- rezonans üsulu nüvə tərəfindən γ-kvantların rezonans şüalandırılması və ya rezonans üsulu nüvə tərəfindən γ kvantların rezonans şüalandırılması və ya udulması deməkdir. Bu kəşfə görə 1961-ci ildə RL.Messbayer Nobel mükafatına layiq görülmüşdür. Həm sərbəst atom və ionların həm də bərk cisimdə atomların nüvələri nüvə Həm sərbəst atom və ionların, həm də bərk cisimdə atomların nüvələri, nüvə əhatəsində yerləşən elektronların güclü elektrik və maqnit sahələrinin təsiri altında olurlar. Atom sistemlərinin kiçik ölçülü olmaları hesabına bu sahələr, laboratoriya iti d d l
h l d t t ü lü l Nü l i b h l l
şəraitində yaradılmış sahələrdən, qat-qat güclü olur. Nüvələrin bu sahələrlə qarşılıqlı təsirləri ifrat incə qarşılıqlı təsir adlanır. Bu terminin yaranma tarixi onunla bağlıdır ki, bu qarşılıqlı təsirlər optik spektrlərin ifrat quruluşunun İ yaranmasına birbaşa cavabdehdir. İfrat incə qarşılıqlı təsirlərin öyrənilməsi nüvə fizikasında böyük əhəmiyyət kəsb edir. Çünki bu qarşılıqlı təsirlər atom nüvələrinin elektromaqnit momentlərinin ölçülməsi üçün istifadə edilən müxtəlif q ç
üsulların əsasını təşkil edir. İfrat incə qarşılıqlı təsir parametrlərinin elektron dalğa funksiyasının görünüşünə təsiri, bu üsuldan bərk cisimlər fizikasında istifadə etməyə geniş imkanlar açır. etməyə geniş imkanlar açır. İfrat incə qarşılıqlı təsirlərin ən vacib növləri elektrik kvaadrupol və maqnit di l
l l t i l i h b l B l l t i l i h 2 i
ü dipol qarşılıqlı təsirləri hesab olunur. Bu qarşılıqlı təsirlərin hər 2-si nüvə səviyyəsinin, maqnit kvant ədədinin qiymətinə görə bir-birindən fərqlənən, yarımsəviyyələrə parçalanmasına səbəb olur. İfrat incə parçalanmasının enerjisi, 6 5
-6 -10
-5 eV-dan çox olmur. γ-şüalanmasının ifrat incə quruluşunun tədqiqi Messbayer effektinin kəşfindən sonra mümkün olmuşdur. Messbayer effekti spektrdə γ-şüalanma xətlərinin meydana gəlməsinə səbəb olur. γ-şüalanmanın enerjisi nüvənin həyəcanlanmış və əsas hallarının enerjiləri fərqinə, γ-şüalanmanın spektrləri xətlərinin eni isə həyəcanlanmış halın təbii eninə bərabər olur. y ş
γ-şüalanmanın ifrat incə quruluşunun öyrənilməsinin təcrübi üsulu messbayer γ-spektroskopiyası adlanır. Messbayer udma spektrlərinin analizi faza tərkibi zərrəciyin lokal kristallik simmetriyası və udma spektrlərinin analizi faza tərkibi, zərrəciyin lokal kristallik simmetriyası və ölçüsü,
həmçinin lokal
maqnit xarakteristikaları (məsələn, maqnit
anizotropluğunun enerjisi və maqnit relaksasiya parametrləri) haqqında məlumat əldə etməyə imkan verir əldə etməyə imkan verir. Nanosistemlərin messbayer spektrlərindən aydın görünür ki, paramaqnit hala uyğun xarakterik ifrat incə quruluşlu maqnitə görə tənzimlənmiş hallar arasında l i k idl i ö dd sıçrayışlı maqnit keçidləri mövcuddur. Bu maqnit keçidləri temperaturun T CO =120-130K qiymətlərində baş verir. α- Fe 2 O 3 və γ-Fe 2 O 3 sistemlərinin həcmli nümunələrində isə bu temperaturlar uyğun Fe 2
3 və γ Fe 2 O 3 sistemlərinin həcmli nümunələrində isə bu temperaturlar, uyğun olaraq 856 və 965K tərtibindədir. Buradan aydın olur ki, nanosistemlərdə maqnit keçidlərinin temperaturu kritik temperaturdan kişikdir. α-Fe 2 O 3 - γ-Fe 2 O 3 nanoklasterlər sisteminin nanoklasterlər sisteminin messbayer spektrləri İŞIQBURAXAN ELEKTRON MİKROSKOPİYASI. XX əsrin 30-cu illərində işıq dalğası yerinə elektron şüasından istifadə edən mikroskopun ilk sxemi verilmişdir Yüksәk gәrginlik Elektronlar mәnbәyi olan qızmış mәftil mikroskopun ilk sxemi verilmişdir. 1932-ci ildə alman alimi Maks Kholl və Ernst Ruska tərəfindən ilk belə mikroskop yaradıldı 1986 cı ildə bu
mikroskop yaradıldı. 1986-cı ildə bu kəşfə görə Ernst Ruska fizika üzrə Nobel mükafatına layiq görülmüşdür. İ b
ik k
Obyektivin linzası İşıqburaxan elektron mikroskopu (İEM) bir neçə prinsipial xüsusiyyəti ilə səciyyələnir: proyeksiyaedici linza (okulyar) 1) elektronlar seli maddə tərəfindən güclü udulmaya məruz qaldığı üçün qurğu daxilində mütləq vakuum Flüoressensiyaedi ci ekranda vәya sәthdә alınan q ğ
q yaradılmalıdır; 2) tədqiq edilən nümunə çox nazik olmalıdır ( ∼ 100 nm ətrafında), bu
olmalıdır ( 100 nm ətrafında), bu isə texniki cəhətcə çox çətin və mürəkkəbdir. İşıqburaxan elektron mikroskopunun iş sxemi İEM-ları mikro- və nano ölçülü obyektlərin vizual görüntüsünü tədqiq eən üsullardan biri hesab olunur üsullardan biri hesab olunur. Elektron mikroskopunun fiziki əsasını de-Broyl dalğa uzunluğu h 0388
0 nm V eV eV m h 0388
, 0 2 1 2 2 0 = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ + = λ düsturu ilə hesablanan, elektron şüası yolunun elektrooptik idarə edilməsi təşkil c m 2 2 0 0 ⎥ ⎦ ⎢ ⎣ edir. Burada h – Plank sabiti, m 0 - elektronun sükunət kütləsi, e – elektronun yükü, V – sürətləndirilmiş (gücləndirilmiş) gərginlik, c – işıq sürətidir. Mü i İEM ü kk b fi iki ğ d O
( tik i t
i Müasir İEM mürəkkəb fiziki qurğudur. Onun detalları (əsasən optik sistemin detalları) xüsusi materiallardan hazırlanır və dəqiqlik tələb edir. Bundan başqa, bu qurğu vibrasiyaya davamlı olmalıdır. Ona görə də yüksəkvoltlu EM-ları üçün i l (
d ) h
l i l d l di il i i li i
xüsusi özül (fundament) hazırlanır. Linzalarda cərəyanın gücləndirilmiş gərginliyi ( ∼ 10 ÷6) yüksək stabilliyə malikdir. Elektron-optik böyütmə tərtibi ∼ 600.000 ÷ 1.300.000 -ə bərabərdir. Sonrakı böyütmə fotoqrafik üsulla yerinə yetirilir (5 – 20 dəfə).
İEM-da (bax sxemə) kondensatorlu elektromaqnt linza vasitəsilə fokuslanmış yüksəkeneryili elektron şüa (elektronlar bir neçə yüz kilovolta qədər gücləndirilirlər) nazik nümunədə
səpilir, obyektiv
və proyeksiyalanmış linzadan keçir,
flüoressensiyaedici ekranda obyektin şəklini yaradır. 200 kV-a qədər sürətləndirilmiş elektronların dalğa uzunluğu 0,0025 nm olur. ğ ğ
olduğu üçün, tədqiq edilən nümunənin qalın lığı ∼ 0,1 mikron olmalıdır. Bu tip praparatların hazırlanması isə çox çətindir.praktikada bu məqsədlə müxtəlif praparatların hazırlanması isə çox çətindir.praktikada bu məqsədlə müxtəlif üsullardan – elektrokimyəvi, ion bombardılmasından, ultramikrotomiyadan istifadə edirlər.
Alınan görüntüləri təhlil etmək üçün tədqiqatçılar mütləq difraksiya nəzəriyyəsini Alınan görüntüləri təhlil etmək üçün, tədqiqatçılar mütləq difraksiya nəzəriyyəsini (amplitud və faza) bilməlidirlər. İEM-da obyektlərin şəkli 2 rejimdə alınır: işıqlı sahə və tünd sahə rejimində. İşıqlı sahədə şəkil (yəni obyektin görüntüsü) – kiçik enerji itki i il b ktd
k l kt
l it il f
l ik l kli i itkisi ilə obyektdən keçən elektronlar vasitəsilə formalaşmış mikroquruluşun şəklinin böyüdülmüş görüntüsüdür. Bu zaman quruluş mikroskopun flüoressensiya edici ekranda və ya monitorda tünd xətlərlə, işıqlı fonda ləkələrlə verilir. Tünd sahədə isə şəkil səpilmiş elektronlar vasitəsilə formalaşır. İşıqlı sahə ilə müqayisədə, tünd sahədə görüntü neqativ kimi alınır. İEM vasitəsilə müxtəlif materialların: metalların, ərintilərin, keramikanın, polimerlərin, nanoboruların, füllerenlərin, nanoquruluşların və çoxlaylı nazuk təbəqələrin quruluşlarını tədqiq etmək mümkündür. Yüklə 146,17 Kb. Dostları ilə paylaş:
|