10.3-rasm. Rastrli elektron mikroskop sxemasi.
Elektronlar oqimi namuna orqali o’tganda ba’zi elektronlar namuna atomlari
yadrolari yoki elektronlar bilan to’qnashish natijasida sochiiib ketadi, boshqalari
esa namunadan to’g’ri o’tib ketadi. Ba’zi hollarda rentgen nuri chiqaruvchi
ikkilamchi elektronlar paydo bo’ladi. Bu jarayonlarning barchasini maxsus
detektorlar qayd qiladi va o’zgartirilgan holda ekranga chiqariladi, natijada
o’rganilayotlgan obyektning kattalashgan tasviri hosil bo’ladi.
Bu holda kattalashtirish deb tasvir o’lchamining elektronlar oqimi
skanerlagan namuna qismi o’lchamiga nisbati tushiniladi. Elektronlarning to’lqin
uzunligi fotonlarnikidan o’n martalab kichik bo’lgani uchun zamonaviy REM larda
kattalashtirish 10 million martani, ajratuvchanlik esa bir necha nanometrni tashkil
qiladi. Bu esa hatto alohida atomlarni ko’rish imkonini beradi.
Elektron mikroskopning asosiy kamchiligi uning to’la vakuumda ishlashi
zarurligidir.
Chunki kamera ichida biror gaz bo’lsa, ular elektronlar oqimi ta’sirida
228
ionlashib, tasvirni ancha buzgan bo’lar edi. Undan tashqari, elektronlar oqimi
biologik obyektlarni buzib tashlaydi, shuning uchun ularning biotexnologiyaning
ko’p sohalarida qo’llanilishi imkoni yo’qdir.
10.4-rasm. Rastrli electron mikroskopda gulchangning
mikrofotografiyasi.
Elektron mikroskop yaratilishi tarixi bu ikki mustaqil rivojlanay’lgan fan va
texnika yo’nalishlari birlashib, ilmiy izlanishlar uchun ajoyib yangi baquvvat
asbob yaratilishiga yorqin misoldir.
Mumtoz fizika yutuqlarining eng cho’qqisi yorug’likning tarqalishini,
elektrik va magnetik hodisalarni tushuntirib beruvchi elektromagnetik maydon
nazariyasi yaratilishi bo’ldi. To’lqin optikasi difraksiya hodisasini, tasvirning hosil
bo’lish mexanizmini, yorug’lik mikroskoplaridagi ajratuvchanlikni aniqlovchi
omillarni tushuntirib berdi. Kvant fizikasi yutuqlaridan biri elektronning
korpuskular — to’lqin xossalarining ochilishi bo’ldi. Bu alohida rivojlanayotgan
fan yo’nalishlari elektron optikani yaralishiga olib keldi. Bu esa 1930-yillari
muhim kashfiyot, elektron mikroskop yaratilishiga sabab bo’ldi.
Olimlar bu bilan tinchlanmadilar. Elektrik maydonda tezlatilgan
elektronlaming to’lqin uzunligi bir necha nanometmi tashkil qiladi. Agar biz
229
molekula yoki atomlar panjarasini ko’rmoqchi bo’lsak, bu yomon emas, albatta.
Lekin, agar atom ichiga ko’z tashlamoqchi bo’lsakchi? Kimyoviy bog’lar nimaga
o’xshaydi? Alohida kimyoviy reaksiya jarayoni qanday ko’rinishda bo’ladi? Bu
savollarga javob topish uchun turli mamlakat olimlari neytron mikroskoplar
yaratmoqdalar
.
Neytronlar protonlar singari atom yadrosi tarkibiga kira oladi, ular
elektronlarga nisbatan deyarli 2000 marta og’ir. De-Broyl ifodasiga, asosan, ularga
mos keluvchi to’lqin uzunligi ham elektronnikidan 2000 marta kichik bo’ladi,
ya’ni neytronlarning de-Broyl to’lqin uzunligi nanometrning mingli ulushi
pikometrlarga to’g’ri keladi. Ular yordamida atomlaming barcha jihatlarini
tasvirlash imkoni tug’iladi.
Neytron mikroskoplaming bir qancha ijobiy tomonlari mavjud. Ular
zaryadsiz bo’lganligi uchun namunalarning qalin qatlamlariga ham oson kirib
boradi, vodorod atomlarini ham yaxshi akslantira oladi. Lekin, bunday
mikroskopni qurish ham juda qiyin. Neytronlarning zaryadi yo’qligi uchun ularni
magnetik va elektrik maydonlar yordamida boshqarib bo’lmaydi, ularni turli xil
datchiklar yordamida sezish ham mushkul. Undan tashqari, og’ir va beso’naqay
neytronlami atomlardan chiqarish ham ancha mushkul. Shuning uchun hozir
mavjud bo’lgan neytron mikroskoplar hali mukammallikdan ancha uzoq.
Skanerlovchi zondli mikroskoplar (SZM). Faraz qilaylik, sizning ko’zingizni
bog’lab, qandaydir buyum to’g’risida ma’lumot berishingizni so’rashdi. Siz nima
qilasiz? Albatta, siz buyumni qo’lga olib, uni ushlab ko’rib, qandaydir ma’lumot
olishga harakat qilasiz. Lekin, siz qancha urinmang buyumning ba’zi xossalari
to’g’risida (masalan, uning rangi to’g’risida) ma’lumot ola bilmaysiz. Shunga
qaramasdan, siz buyum shakli, o’lchami, temperaturasi, qattiqligi, materiali
to’g’risida ma’lumot berishingiz mumkin.
Skanerlovchi zondli mikroskoplar mana shunday buyum sirtini “paypaslash”
usulida
ishlaydi.
Skanerlovchi
zond
mikroskoplari
atom
darajasidagi
ajratuvchanlikka ega bo’lib, faqat vakuumda emas, balki gazli va suyuq muhitlarda
230
ham ishlay oladi. Bugungi kunda ular nanotexnologlarning asosiy analitik
qurilmasi bo’lib xizmat qilmoqda.
Skanerlovchi tunnel mikroskop (STM). STM asosi namuna sirti ustida
undan bir nanometrdan kichik uzoqlikda sirpanib yuruvchi juda o’tkir ignadan
iboratdir. Tunnel effekti tufavli igna uchi bilan sirt orasida tunnel tok o’tadi.
Dostları ilə paylaş: |