Elektron mikroskop. Nanoo’lchamli obyektlarni o’rganish uchun optik
mikroskoplarning (hatto ultrabinafshalarniki ham) ajratuvchanligi yetarli emasdir.
Shuning uchun 1930-yillarda mikroskoplarda yorug’lik nuri o’rniga elektronlar
oqimidan foydalanish g’oyasi paydo bo’ldi. Kvant fizikasidan bizga ma’lumki,
elektronlar oqimining de Broyl to’lqin uzunligini fotonlarnikidan 100 martalab
kichik qilish mumkin.
Ma’lumki, bizning ko’zimiz obyektdan kelgan yorug’lik to’lqinlari
yordamida tasvir hosil qiladi. Agar ushbu yorug’lik to’lqinlari ko’zga tushguncha
mikroskopning optik sistemasi orqali o’tsa, biz kattalashgan tasvirni ko’ramiz.
Bunday yorug’lik nurlari yo’nalishlarini asbobning obyektiv va okularidan iborat
linzalar boshqaradi.
Qanday qilib elektronlar oqimi yordamida obyekt tasvirini katta
ajratuvchanlik bilan hosil qilish mumkin? Boshqacha aytganda, qanday qilib
yorug’lik nuri o’rniga zarrachalar oqimi ishlatilganda buyumni ko’rish mumkin?
Javob juda sodda. Elektronlar oqimini tashqi elektrik va magnetik maydonlar
yordamida samarali boshqarish mumkin.
Elektronlarning elektromagnetik maydonlardagi harakatini o’rganuvchi va
kerakli maydonlar hosil qiluvchi qurilmalar hisob kitoblarini amalga oshiruvchi fan
- elektron optika deb ataladi.
226
Obyektning elektron tasviri tashqi elektrik va magnetik maydonlar
yordamida, taxminan, optik tasvir linzalar yordamida hosil qilingandek, yaratiladi.
Elektron mikroskopda elektronlar oqimini fokuslovchi va sochuvchi qurilmalar
“elektron linzalar” deb ataladi
10.2-rasm. Elektron linzalar sxemasi. Simli g’altakning magnetik maydoni yig’uvchi yoki sochuvchi linzalardek
ishlaydi. Magnetik maydonni jamlash uchun g’altakni nikel va kobalt
qotishmasidan tayyorlangan maxsus “zirh” bilan qoplanadi. Uning ichida
elektronlar oqimi uchun faqat ingichka oraliq qoladi xolos. Bu usulda olingan
magnetik maydon Yer shari magnetik maydonidan 10, 100 ming marta kuchli
bo’ladi.
Afsuski, bizning ko’zimiz elektronlar oqimini to’g’ridan to’g’ri ko’ra
olmaydi. Shuning uchun tasvirni “chizish” uchun lyumenitsient ekranlardan
foydalaniladi (ular elektronlar ta’sirida nurlanadi). Shu qonuniyat asosida elektron
nur naychasi, monitorlar, televizorlar va ossillograflar ishlaydi.
Elektron mikroskopning turlari ko’p bo’lib, ular ichida eng ko’p
qo’llaniladigani rastrli elektron mikroskop (REM). Agar oddiy televizorning
elektron nur naychasi ichiga ekrani va elektronlar manbayi orasiga biror obyektni
joylashtirsak, REM ning sodda sxemasini hosil qilamiz.
Bunday mikroskopda qalinligi 10 nm atrofida bo’lgan ingichka elektron-nur
dastasi obyekt ustidan gorizontal yo’nalishda yurib uni skanerlaydi va har bir
nuqtadan olingan signallarni sinxron ravishda kineskopga beradi.
227
Butun jarayon televizor ishlashiga o’xshab ketadi. Elektronlar oqimi
manbayi bo’lib qizdirilgan volfram tolasi ishlatiladi. U qizdirilganda termoelektron
emissiya natijasida undan, elektronlar uchib chiqadi (10.3-rasm).