Jonu mikroskops

Vikipēdijas lapa
Pārlēkt uz: navigācija, meklēt
Jonu mikroskops.JPG

Jonu mikroskops (jeb jonu projektors) sastāv no sfēriska trauka, kuras rādiuss ir aptuveni 0,1 m (10 cm), un volframa adatas, kuras smaile novietota trauka centrā (sk. zīmējumu). Smailes liekuma rādiuss izveidots tik mazs, cik vien tas ar modernām metāla apstrādes metodēm iespējams (apmēram 50 nm). Sfēras iekšējā virsma pārklāta ar plānu vadītāja slāni, kas, līdzīgi televizora kineskopa ekrānam, spīd ātru daļiņu triecienu iedarbībā. Starp pozitīvi lādēto smaili un negatīvi lādēto vadītāja slāni rada dažus simtus voltus lielu spriegumu. Trauku piepilda ar hēliju nelielā spiedienā 100 Pa.

Volframa atomi uz smailes virsmas veido mikroskopiskus izciļņus. Kad haotiskā kustībā esošie hēlija atomi tuvojas volframa atomiem, elektriskais lauks, kurš ir sevišķi spēcīgs smailes virsmas atomu tuvumā, atrauj no hēlija atomiem elektronus un pārvērš šos atomus par joniem. Hēlija joni atgrūžas no pozitīvi lādētās smailes un ar lielu ātrumu kustas pa sfēras rādiusu. Saduroties ar sfēras virsmu, joni izraisa tās spīdēšanu. Tādējādi uz ekrāna rodas smailes atsevišķo volframa atomu izvietojuma palielināta aina.

Volframa atomu izvietojuma palielināta aina
Hēlija jonu trajektorijas

Projektora palielinājums ir vienāds ar sfēras rādiusa R attiecību pret smailes rādiusu r. Loka garums |ab| norāda attālumu starp blakus esošiem volframa atomiem, bet loka garums |AB| - attālumu starp to attēliem uz sfēras virsmas. Tā kā  |AB| = R \cdot \alpha \ , kur  \alpha \ ir leņķis starp blakus esošo jonu trajektorijām, bet  |ab| = r \cdot \alpha \ , tad palielinājums

 \Gamma = \frac{|AB|}{|ab|} = \frac{R}{r} = 2 \cdot 10^6 \ ,

tas ir, sasniedz divus miljonus.