Les méthodes de sondage d’une surface par rayonnement ne permettent toujours pas d’en voir les plus petites zones de ses propres yeux. Afin de comprendre ce qui se passe à la surface, les chercheurs ont besoin d’une carte indiquant l’emplacement exact des atomes et leur emplacement. coques électroniques. Observer atomes individuels en surface permettent les microscopes ioniques. Cela est dû au fait que la longueur d'onde d'un ion se déplaçant dans un champ électrique doit être beaucoup plus courte que la longueur d'onde d'un électron, ce qui est confirmé par la formule de Louis de Broglie -
parce que la masse de l'ion est incommensurable plus de masse repos des électrons.
À l'heure actuelle (début du développement rapide des technologies nanoélectroniques), plusieurs types ont été testés pratiquement et sont constamment modernisés microscopes ioniques, parmi lesquels on peut souligner microscope à ionisation de champ, à balayage microscope à tunnel et microscope à force atomique. Ci-dessous, nous examinerons brièvement les deux premiers types de microscopes ioniques.
Microscope à ionisation de champ (FIM).
La base de l'appareil est une aiguille métallique très fine et pointue, qui constitue l'échantillon étudié, ainsi qu'un écran luminescent situé en face (Fig. 12).
Riz. 12. Schéma de formation d'images dans un microscope à ionisation de champ
1 - échantillon du matériau étudié (pointe de l'aiguille) ; 2 - zone d'ionisation ;
3 - atome du gaz « imagerie » ; 4 - ions; 5 - flux d'ions divergent ;
6 - écran fluorescent mis à la terre ; 7 - flash sur l'écran ;
8 - image (ensemble de flashs)
L'espace entre l'aiguille et l'écran est rempli gaz inerte(hélium, argon) à une pression de 10-1 Pa. Si une tension est appliquée entre la pointe de l’aiguille et l’écran, l’aiguille servant d’anode, alors un champ électrique extrêmement puissant peut être créé autour d’elle – environ 500 MV/cm2. Lorsqu'un atome électriquement neutre s'approche des atomes de la pointe en raison de la diffusion, le champ électrique l'ionise. Cet ion, sous l'influence d'un champ électrique, est dirigé vers ce point de l'écran qui correspond uniquement à la position de l'atome de l'échantillon étudié, près duquel l'ionisation s'est produite. L'image de l'aiguille sur l'écran fluorescent est caractérisée par un très fort grossissement - les atomes sont clairement visibles réseau cristallin. Les ions étant des particules lourdes, leur longueur d’onde est très courte, ce qui élimine les effets de diffraction qui réduisent la résolution des images obtenues.
Dans ce cas, la résolution maximale du microscope est déterminée par une valeur inférieure à 0,2 nm.
Cependant, tous les échantillons ne peuvent pas être étudiés à l’aide d’un microscope ionique. L'échantillon doit être monté sur une fine pointe d'aiguille de plusieurs angströms de large et être résistant à d'énormes champs électriques ce qui peut conduire à une rupture liaisons chimiques, retenant les atomes à la surface. Le plus important d'un point de vue technologique matériaux semi-conducteurs ne peut être étudié que dans des champs d'une densité d'environ 350 MV/cm.
Microscope à tunnel à balayage (RTM).
Le principe de fonctionnement de RTM est relativement simple. Aiguille métallique de numérisation montée sur un entraînement à trois axes P. X ,P Oui ,P Z, situé perpendiculairement à la surface étudiée (Fig. 13).
Riz. 13. Principe de fonctionnement d'un microscope à effet tunnel :
1 - aiguille; 2 - surface étudiée ; 3 - actionneur piézo-électrique à trois coordonnées ; 4 - système retour
À l'aide d'un actionneur piézoélectrique, l'aiguille est amenée à la surface de l'échantillon jusqu'à ce qu'un courant tunnel se produise je T , qui est déterminé par la taille de l'écart s entre l'aiguille et la surface :
Où F - l'amplitude de la barrière de potentiel dans l'intervalle, mesurée en électron-volts ; U - tension appliquée entre l'aiguille et l'échantillon en volts ; s - l'écart entre la surface et l'aiguille en angströms.
À tension constante U dans l'espace, l'aiguille se déplace le long de la surface, et à l'aide d'un système de rétroaction agissant sur l'élément piézoélectrique P. Z, courant tunnel je T maintenue constante. Si la valeur barrière F est constant le long de la surface étudiée (le matériau de la surface est homogène), alors l'amplitude du courant tunnel changera proportionnellement à la taille de l'espace entre l'aiguille et la surface, et le graphique des changements de ce courant décrira le profil du relief superficiel. Un ensemble de tels profils fournira des informations directes sur la topographie de la surface.
Sur la fig. 14 présentés caractéristiques comparatives divers microscopes à balayage, et sur la Fig. 15 et 16 - exemples d'images groupes séparés atomes construits en utilisant RTM.
Riz. 15. Image RTM de l'auto-assemblage d'atomes de germanium (pyramide de germanium sur silicium) de 10 nm de large
Riz. 16. Image RTM d'un « corral quantique » - 48 atomes de Fe dans un cercle d'un diamètre de 14,6 nm avec des électrons se déplaçant à l'intérieur (relief d'onde) sur une plaque de cuivre
MICROSCOPE IONIQUE
microscope, un instrument qui utilise un faisceau d'ions généré par une source d'ions thermoionique ou à décharge gazeuse pour produire des images. Selon le principe de fonctionnement, I. m. microscope électronique. Traversant un objet et subissant une diffusion et une absorption dans diverses parties de celui-ci, le faisceau d'ions est focalisé par un système de lentilles électrostatiques ou magnétiques et produit une image agrandie de l'objet sur un écran ou une couche photographique (voir Optique électronique et ionique).
Seuls quelques prototypes du microscope ont été créés. Les travaux visant à l'améliorer sont stimulés par le fait qu'il doit avoir une résolution plus élevée que celle du microscope électronique. La longueur d'onde de De Broglie pour les ions est beaucoup plus courte que pour les électrons (à la même tension d'accélération), de sorte que les effets de diffraction dans un microscope électronique sont très faibles, ce qui limite sa résolution dans un microscope électronique. D'autres avantages de l'IM sont une moindre influence des changements de masse ionique à des tensions d'accélération élevées et un meilleur contraste de l'image. Les calculs montrent que, par exemple, le contraste de l'image de films organiques de 50 mm d'épaisseur, provoqué par la diffusion des protons, devrait être plusieurs fois supérieur au contraste provoqué par la diffusion des électrons.
Les inconvénients des lentilles ioniques incluent une perte notable d'énergie ionique même lors du passage à travers des objets très minces, ce qui provoque la destruction des objets, une aberration chromatique importante (voir Lentilles électroniques), la destruction du phosphore de l'écran par les ions et un faible effet photographique. Ces lacunes ont conduit au fait que, malgré les avantages ci-dessus de la messagerie instantanée par rapport à la messagerie électronique, elle n'a pas encore été trouvée. application pratique. La messagerie instantanée sans objectifs - un projecteur d'ions - s'est avérée beaucoup plus efficace.
Lit. : Actes de la 3e Conférence internationale sur la microscopie électronique, L., 1956, p. 220-99.
Yu. M. Kushnir.
Grande Encyclopédie soviétique, TSB. 2012
Voir aussi les interprétations, les synonymes, les significations du mot et ce qu'est ION MICROSCOPE en russe dans les dictionnaires, encyclopédies et ouvrages de référence :
- MICROSCOPE IONIQUE
- MICROSCOPE IONIQUE
un instrument sans lentille qui utilise un faisceau d'ions pour produire des images. Cette dernière traverse un objet totalement ou partiellement transparent aux ions... - MICROSCOPE dans le Répertoire des Constellations, noms latins.
- MICROSCOPE en termes médicaux :
(micro + skopeo grec à considérer, observer) instrument optique pour observer de petits objets invisibles aux personnes non armées... - MICROSCOPE dans le Grand Dictionnaire Encyclopédique :
(du micro... et...scope) un instrument qui permet d'obtenir une image agrandie de petits objets et de leurs détails non visibles à l'œil nu. Grossissement du microscope... - MICROSCOPE dans le Dictionnaire encyclopédique de Brockhaus et Euphron.
- MICROSCOPE
[micro. + aspect grec] un dispositif optique permettant de visualiser de petits objets impossibles à distinguer sous une forme agrandie à l'oeil nu objets; un microscope ordinaire grossit jusqu'à... - MICROSCOPE dans le Dictionnaire encyclopédique :
a, m. Un appareil optique avec des lunettes très grossissantes pour visualiser et étudier des objets qui ne sont pas visibles à l'œil nu. Considérez en m... - MICROSCOPE dans le Dictionnaire encyclopédique :
, -a, m. Un appareil grossissant pour examiner des objets impossibles à distinguer à l'œil nu. Optique m. Électronique m. (donnant une image agrandie en utilisant ... - MICROSCOPE
MICROSOP (de micro... et... scopes), un outil qui permet d'obtenir une image agrandie de petits objets et de leurs détails non visibles... - IONIQUE dans le grand dictionnaire encyclopédique russe :
ION PROJECTOR, un appareil sans objectif pour obtenir une image agrandie de la surface (bord) d'un téléviseur. corps. Les atomes du gaz remplissant l’appareil sont ionisés par un fort courant électrique. ... - IONIQUE dans le grand dictionnaire encyclopédique russe :
DISPOSITIF IONIQUE, le même qu'un appareil à décharge de gaz... - IONIQUE dans le grand dictionnaire encyclopédique russe :
ÉCHANGE D'IONS, chim. réversible. une réaction dans laquelle un échange d'ions se produit entre des solides. in-vom (échangeur d'ions) et solution électrolytique ou entre dil. ... - IONIQUE dans le grand dictionnaire encyclopédique russe :
MICROSCOPE IONIQUE, un appareil sans lentille, dans lequel un faisceau d'ions est utilisé pour obtenir des images. Cette dernière traverse un objet totalement ou partiellement transparent... - IONIQUE dans le grand dictionnaire encyclopédique russe :
ION SOURCE, un dispositif permettant de produire des flux dirigés (faisceaux) d'ions ; une partie importante des accélérateurs de charge. particules, spectromètres de masse, microscopes ioniques, etc.... - MICROSCOPE* dans l'Encyclopédie de Brockhaus et Efron.
- MICROSCOPE dans le dictionnaire Collier :
un instrument optique doté d'une ou plusieurs lentilles pour produire des images agrandies d'objets non visibles à l'œil nu. Les microscopes sont simples et... - MICROSCOPE
microscopes, microscopes, microscopes, microscopes, microscopes, microscopes, microscopes, microscopes, microscopes, microscopes, microscopes, … - IONIQUE dans le paradigme complet accentué selon Zaliznyak :
ion, ion, ion, ion, ion, ion, ion, ion, ion, ion, ion, ion, ion ion, ion, ion, ion, ion, ion, ion, ion, … - MICROSCOPE
(voir micro... + ...scope) un dispositif optique contenant système complexe lentilles pour obtenir des images agrandies d'objets impossibles à distinguer à l'œil nu ; ordinaire … - IONIQUE dans le Nouveau Dictionnaire des mots étrangers :
- MICROSCOPE
[cm. micro... + ...scope] un dispositif optique contenant un système complexe de lentilles pour obtenir des images agrandies d'objets impossibles à distinguer à l'œil nu ; ordinaire m... - IONIQUE dans le Dictionnaire des expressions étrangères :
relatif à un ion; Et. source - un dispositif permettant de produire des flux dirigés (faisceaux) d'ions dans le vide, une partie importante des accélérateurs de particules chargées, ... - MICROSCOPE
biomicroscope, Blinkmicroscope, Blink microscope, microtextile, orthoscope, constellation, stéréomicroscope, ultramicroscope, ... - IONIQUE dans le dictionnaire des synonymes russes :
autoionique, hétéropolaire, ... - MICROSCOPE
- IONIQUE dans le Nouveau Dictionnaire explicatif de la langue russe d'Efremova :
adj. 1) Corrélatif dans le sens. avec nom : un ion qui lui est associé. 2) Caractéristique d'un ion, caractéristique de... - MICROSCOPE dans le Dictionnaire de la langue russe de Lopatin :
microscope,... - IONIQUE dans le Dictionnaire de la langue russe de Lopatin.
- MICROSCOPE en entier dictionnaire orthographique Langue russe :
microscope,... - IONIQUE dans le dictionnaire orthographique complet de la langue russe.
- MICROSCOPE dans le dictionnaire orthographique :
microscope,... - IONIQUE dans le dictionnaire orthographique.
- MICROSCOPE dans le Dictionnaire de la langue russe d'Ojegov :
un dispositif grossissant pour examiner des objets impossibles à distinguer à l'œil nu Optique m Électronique (donnant une image agrandie à l'aide de faisceaux d'électrons Sous ... - MICROSCOPE en Moderne dictionnaire explicatif, BST :
(de micro... et...scope), un outil qui permet d'obtenir une image agrandie de petits objets et de leurs détails non visibles à l'œil nu. Augmenter … - MICROSCOPE
microscope, m. (du grec mikros - petit et skopeo - je regarde) (physique). Un dispositif optique doté d'un système de lunettes à fort grossissement pour... - IONIQUE dans le Dictionnaire explicatif de la langue russe d’Ouchakov :
ionique, ionique (physique). Adj. à l'ion. Ionique... - MICROSCOPE
microscope m. Appareil optique doté d'un système de lunettes à fort grossissement permettant d'examiner des objets ou des parties d'objets qui ne sont pas visibles à l'œil nu... - IONIQUE dans le dictionnaire explicatif d'Éphraïm :
ionique adj. 1) Corrélatif dans le sens. avec nom : un ion qui lui est associé. 2) Caractéristique d'un ion, caractéristique de... - MICROSCOPE
m. Un dispositif optique doté d'un système de lunettes à fort grossissement permettant de visualiser des objets ou des parties de ceux-ci qui ne sont pas visibles à l'œil nu... - IONIQUE dans le Nouveau Dictionnaire de la langue russe d'Efremova :
- MICROSCOPE
m. Un dispositif optique doté d'un système de lunettes à fort grossissement permettant de visualiser des objets ou des parties de ceux-ci qui ne sont pas visibles à l'œil nu... - IONIQUE dans le Grand Dictionnaire explicatif moderne de la langue russe :
adj. 1. rapport avec nom ion qui lui est associé 2. Caractéristique d'un ion, caractéristique de ... - MICROSCOPE dans le Grand Dictionnaire explicatif moderne de la langue russe :
m. Une petite constellation dans le Sud... - ÉCHANGE D'IONS dans le Grand Dictionnaire Encyclopédique :
réversible réaction chimique, dans lequel les ions sont échangés entre solide(échangeur d'ions) et une solution électrolytique ou entre différents électrolytes situés... - MICROSCOPE IONIQUE au Bolchoï Encyclopédie soviétique, BST :
ion, voir Microscope ionique...
microscope ionique
un appareil sans lentille qui utilise un faisceau d'ions pour obtenir des images agrandies de l'objet étudié. Ce dernier traverse un objet totalement ou partiellement transparent aux ions d'une énergie donnée, est focalisé à l'aide de champs électriques et magnétiques et forme une image agrandie de l'objet étudié sur un écran luminescent ou sur un film photographique ou du papier photographique. Le principe de fonctionnement est similaire à celui d'un microscope électronique, mais comparé à celui-ci, il a une plus grande résolution et offre un plus grand contraste d'image. Cependant, en raison d’un certain nombre d’inconvénients, il est rarement utilisé. Un projecteur d'ions est souvent utilisé à ces fins.
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Ionique- ionique, ionique (physique). Adj. à l'ion. Courants ioniques.
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Microscope- microscope, m. (du grec mikros - petit et skopeo - je regarde) (physique). Un appareil optique doté d'un système de loupes très grossissantes pour visualiser des objets qui ne peuvent pas être........
Dictionnaire explicatif d'Ouchakov
Ionique Adj.— 1. Corrélatif dans le sens. avec nom : un ion qui lui est associé. 2. Caractéristique d'un ion, caractéristique de celui-ci.
Dictionnaire explicatif d'Efremova
Microscope M.— 1. Un appareil optique doté d'un système de lunettes à fort grossissement permettant de visualiser des objets ou leurs parties non visibles à l'œil nu.
Dictionnaire explicatif d'Efremova
Microscope- -UN; m. [du grec. mikros - petit et skopeō - regardant]. Un outil qui permet d'obtenir une image agrandie de petits objets, éléments et leurs détails non visibles à l'œil nu........
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Microscope à interférence— voir microscope interférentiel.
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Microscope à luminescence- voir au microscope.
Dictionnaire de microbiologie
Microscope- un dispositif optique permettant d'obtenir une image agrandie d'objets non visibles à l'œil nu. Dans le microbiol. la lumière et l'électronique M sont utilisées.......
Dictionnaire de microbiologie
Microscope à interférence— une combinaison d'un interféromètre à deux faisceaux et d'un microscope polarisant. Conçu pour étudier les cellules vivantes. Dans M. et. l'objet est visible comme dans un microscope à contraste de phase........
Dictionnaire de microbiologie
Microscope optique- un appareil optique complexe conçu pour observer le vivant et objets inanimés et leurs détails, qui ne sont pas visibles à l'œil nu. Composé d'un trépied, d'un éclairage........
Dictionnaire de microbiologie
Microscope électronique- un appareil grossissant qui diffère d'un microscope optique par sa plus grande résolution (environ 0,001 microns), utilisant à la place lumière visible faisceau d'électrons......
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Microscope atomique— , un type de microscope dans lequel une image d'une surface est obtenue grâce aux forces d'interaction entre les atomes. Un petit ........ est placé dans un support à ressort.
Moteur ionique- , un type de moteur ROCKET qui, comme force motrice n'utilise pas de gaz chauds, mais des ions (ioniques moteur de fusée), émis par les atomes dans un champ électrique........
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Rayon ionique— , une quantité caractérisant la taille d'un ION d'un certain type. Solide(CRISTAL) est constitué d’ions appartenant à un ou plusieurs types. Ces ions peuvent être considérés.........
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Microscope- (Microscopus), petite constellation ciel du sud. Son étoile la plus brillante a une magnitude de 4,7.
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Microscope à transmission à balayage— , un type de MICROSCOPE ÉLECTRONIQUE, donnant une image très agrandie de la surface de l'échantillon étudié. Ce microscope est équipé d'un métal miniature........
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Microscope à contraste de phase— , un type de MICROSCOPE utilisé pour examiner des échantillons translucides. Largement utilisé en biologie pour étudier les CELLULES et fines couches tissus. Lumière,........
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Microscope— (micro + grec skopeo considérer, observer) un dispositif optique permettant d'observer de petits objets invisibles à l'œil nu.
Grand dictionnaire médical
Microscope binoculaire— M. avec deux oculaires, permettant d'observer un objet avec les deux yeux simultanément.
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Microscope à interférence— M., offrant un contraste d'image accru grâce à l'utilisation du phénomène d'interférence lumineuse.
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Comparaisons de microscopes— M. à deux lentilles, permettant d'examiner simultanément deux préparations dont l'image de chacune occupe la moitié du champ de vision.
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Microscope Stéréoscopique— (syn. stéréomicroscope) microscope binoculaire dont le système optique permet d'observer un objet simultanément avec l'œil droit et l'œil gauche sous différents angles ce qui est fourni........
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Contraste de phase au microscope— M., offrant un contraste d'image accru grâce à l'inclusion dans le système optique de dispositifs qui convertissent les différences de phase en différences d'amplitude.
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Microscope électronique- un dispositif d'étude d'objets de très petite taille (jusqu'à plusieurs dizaines de nm), qui permet d'obtenir leur image, agrandie des centaines de milliers de fois, par mise au point......
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— un dispositif pour obtenir des flux dirigés (faisceaux) d'ions ; une partie importante des accélérateurs de particules chargées, des spectromètres de masse, des microscopes ioniques et d'autres appareils.
Microscope ionique- un appareil sans lentille qui utilise un faisceau d'ions pour obtenir des images. Ce dernier traverse un objet totalement ou partiellement transparent aux ions d'un objet donné........
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Échange d'ions- une réaction chimique réversible dans laquelle un échange d'ions se produit entre une substance solide (échangeur d'ions) et une solution électrolytique ou entre différents électrolytes situés......
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Microscope ionique un instrument qui utilise un faisceau d'ions généré par une source d'ions thermoioniques ou à décharge gazeuse pour produire des images. Le principe de fonctionnement d'un microscope électronique est similaire à celui d'un microscope électronique (voir Microscope électronique). Traversant un objet et subissant une diffusion et une absorption dans diverses parties de celui-ci, le faisceau d'ions est focalisé par un système de lentilles électrostatiques ou magnétiques et produit une image agrandie de l'objet sur un écran ou une couche photographique (voir Optique électronique et ionique). Seuls quelques prototypes du microscope ont été créés. Les travaux visant à l'améliorer sont stimulés par le fait qu'il doit avoir une résolution plus élevée (voir Résolution) par rapport à un microscope électronique. La longueur d'onde de De Broglie pour les ions est nettement plus courte que pour les électrons (à la même tension d'accélération), de sorte que les effets de diffraction dans un microscope électronique sont très faibles, ce qui limite sa résolution dans un microscope électronique. D'autres avantages de l'IM sont une moindre influence des changements de masse ionique à des tensions d'accélération élevées et un meilleur contraste de l'image. Les calculs montrent que, par exemple, le contraste de l'image de films organiques de 50 Å d'épaisseur provoqué par la diffusion de protons devrait être plusieurs fois supérieur au contraste provoqué par la diffusion d'électrons. Les inconvénients des lentilles ioniques incluent une perte notable d'énergie ionique même lors du passage à travers des objets très minces, ce qui provoque la destruction des objets, une aberration chromatique importante (voir Lentilles électroniques), la destruction du phosphore de l'écran par les ions et un faible effet photographique. Ces lacunes ont conduit au fait que, malgré les avantages mentionnés ci-dessus de la messagerie instantanée par rapport à la messagerie électronique, elle n'a pas encore trouvé d'application pratique. La messagerie instantanée sans objectifs s'est avérée beaucoup plus efficace - Projecteur ionique. Lit. : Les actes de la 3e Conférence internationale de microscopie électronique, L., 1956, p. 220-99. Yu. M. Kushnir.
Grande Encyclopédie soviétique. - M. : Encyclopédie soviétique. 1969-1978 .
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