ইলেক্ট্রন এবং হালকা মাইক্রোস্কোপির সুবিধার তুলনা

ইলেক্ট্রন এবং হালকা মাইক্রোস্কোপির সুবিধার তুলনা
 

একটি ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপের সমাধান করার ক্ষমতা দুটি সন্নিহিত বিন্দুর মধ্যে ছোট দূরত্ব দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয় যা এটি সমাধান করতে পারে। 1970 এর দশকে, ট্রান্সমিশন ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপগুলির রেজোলিউশন ছিল প্রায় 0.3 ন্যানোমিটার (মানুষের চোখের সমাধান ক্ষমতা প্রায় 0.1 মিলিমিটার)। এখন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপের সর্বাধিক বিবর্ধন 3 মিলিয়ন বার অতিক্রম করেছে, যখন অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপের সর্বাধিক বিবর্ধন প্রায় 2000 বার, তাই কিছু ভারী ধাতুর পরমাণু এবং স্ফটিকের মধ্যে সুন্দরভাবে সাজানো পরমাণু জালিগুলি সরাসরি ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপের মাধ্যমে পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে। .

1931 সালে, জার্মানির Knorr-Bremse এবং Ruska একটি ঠান্ডা ক্যাথোড ডিসচার্জ ইলেকট্রন উৎস এবং তিনটি ইলেকট্রন লেন্স সহ একটি উচ্চ-ভোল্টেজ অসিলোস্কোপ রিফিট করেন এবং দশ বারেরও বেশি পরিবর্ধিত একটি চিত্র পান, যা ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ ম্যাগনিফাইড ইমেজিংয়ের সম্ভাবনাকে নিশ্চিত করে। 1932 সালে, রুস্কার উন্নতির পর, ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপের সমাধান করার ক্ষমতা 50 ন্যানোমিটারে পৌঁছেছিল, সেই সময়ে অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপের প্রায় দশ গুণ বেশি, তাই ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ মানুষের মনোযোগ পেতে শুরু করে।

1940-এর দশকে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের হিল ইলেক্ট্রন লেন্সের ঘূর্ণন অসামঞ্জস্যের ক্ষতিপূরণের জন্য একটি অ্যাস্টিগমেটাইজার ব্যবহার করেছিল, যা ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপের সমাধান করার ক্ষমতাতে একটি নতুন অগ্রগতি তৈরি করেছিল এবং ধীরে ধীরে আধুনিক স্তরে পৌঁছেছিল। চীনে, একটি ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ 1958 সালে 3 ন্যানোমিটারের রেজোলিউশনের সাথে সফলভাবে তৈরি করা হয়েছিল এবং 1979 সালে 0.3 ন্যানোমিটার রেজোলিউশনের একটি বড় ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ তৈরি করা হয়েছিল।

যদিও ইলেক্ট্রন অণুবীক্ষণ যন্ত্রের দ্রবণ ক্ষমতা অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপের তুলনায় অনেক ভালো, তবুও জীবন্ত প্রাণীদের পর্যবেক্ষণ করা কঠিন কারণ ইলেকট্রন অণুবীক্ষণ যন্ত্রকে ভ্যাকুয়াম অবস্থায় কাজ করতে হয় এবং ইলেকট্রন রশ্মির বিকিরণও জৈবিক নমুনাগুলিকে ক্ষতিগ্রস্ত করবে। বিকিরণ দ্বারা ক্ষতিগ্রস্ত হবে। ইলেক্ট্রন বন্দুকের উজ্জ্বলতা এবং ইলেকট্রন লেন্সের গুণমানের উন্নতির মতো অন্যান্য বিষয়গুলিও আরও অধ্যয়ন করা দরকার।

সমাধান করার শক্তি ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপির একটি গুরুত্বপূর্ণ সূচক, যা নমুনার মধ্য দিয়ে যাওয়া ইলেক্ট্রন বিমের ঘটনা শঙ্কু কোণ এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে সম্পর্কিত। দৃশ্যমান আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রায় {{0}} ন্যানোমিটার, অন্যদিকে ইলেকট্রন বিমের তরঙ্গদৈর্ঘ্য ত্বরণশীল ভোল্টেজের সাথে সম্পর্কিত। যখন ত্বরণ ভোল্টেজ হয় 50-100 kV, তখন ইলেকট্রন বিমের তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রায় 0৷{3}}.0037 ন্যানোমিটার৷ যেহেতু ইলেক্ট্রন রশ্মির তরঙ্গদৈর্ঘ্য দৃশ্যমান আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের তুলনায় অনেক ছোট, এমনকি ইলেক্ট্রন রশ্মির শঙ্কু কোণ যদি অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপের মাত্র 1 শতাংশ হয়, তবুও ইলেক্ট্রন অণুবীক্ষণ যন্ত্রের দ্রবণ ক্ষমতা তার থেকে অনেক বেশি। অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপের।

ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ তিনটি অংশ নিয়ে গঠিত: লেন্স ব্যারেল, ভ্যাকুয়াম সিস্টেম এবং পাওয়ার সাপ্লাই ক্যাবিনেট। লেন্স ব্যারেলে প্রধানত ইলেক্ট্রন বন্দুক, ইলেক্ট্রন লেন্স, নমুনা ধারক, ফ্লুরোসেন্ট স্ক্রিন এবং ক্যামেরা মেকানিজম অন্তর্ভুক্ত থাকে। এই উপাদানগুলি সাধারণত উপরে থেকে নীচে একটি কলামে একত্রিত হয়; ভ্যাকুয়াম সিস্টেম যান্ত্রিক ভ্যাকুয়াম পাম্প, ডিফিউশন পাম্প এবং ভ্যাকুয়াম ভালভ দ্বারা গঠিত। গ্যাস পাইপলাইন লেন্স ব্যারেল সঙ্গে সংযুক্ত করা হয়; পাওয়ার ক্যাবিনেট একটি উচ্চ ভোল্টেজ জেনারেটর, একটি উত্তেজনা কারেন্ট স্টেবিলাইজার এবং বিভিন্ন সমন্বয় নিয়ন্ত্রণ ইউনিট নিয়ে গঠিত।

ইলেক্ট্রন লেন্স ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ লেন্স ব্যারেলের একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ। এটি একটি স্পেস বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বা চৌম্বক ক্ষেত্র ব্যবহার করে লেন্স ব্যারেলের অক্ষের সাথে প্রতিসাম্যভাবে ইলেক্ট্রন ট্র্যাকটিকে অক্ষের দিকে বাঁকিয়ে ফোকাস তৈরি করতে। রশ্মিকে ফোকাস করার জন্য এর কাজটি কাচের উত্তল লেন্সের মতো, তাই একে ইলেকট্রনিক লেন্স বলা হয়। . বেশিরভাগ আধুনিক ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপ ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক লেন্স ব্যবহার করে, যা একটি শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্রের মাধ্যমে ইলেকট্রনকে ফোকাস করে যা একটি অত্যন্ত স্থিতিশীল ডিসি উত্তেজনা কারেন্ট দ্বারা উত্পন্ন হয় যা খুঁটি জুতা সহ একটি কুণ্ডলীর মধ্য দিয়ে যায়।

ইলেক্ট্রন বন্দুক হল একটি উপাদান যা একটি টংস্টেন ফিলামেন্ট গরম ক্যাথোড, একটি গ্রিড এবং একটি ক্যাথোড নিয়ে গঠিত। এটি একটি অভিন্ন গতির সাথে একটি ইলেক্ট্রন রশ্মি নির্গত করতে পারে এবং গঠন করতে পারে, তাই ত্বরণকারী ভোল্টেজের স্থায়িত্ব এক দশ-হাজারতমের কম না হওয়া প্রয়োজন।

ইলেক্ট্রন অণুবীক্ষণ যন্ত্রকে তাদের গঠন ও ব্যবহার অনুযায়ী ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন অণুবীক্ষণ যন্ত্র, স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন অণুবীক্ষণ যন্ত্র, প্রতিফলন ইলেক্ট্রন অণুবীক্ষণ যন্ত্র এবং নির্গমন ইলেক্ট্রন অণুবীক্ষণ যন্ত্রে ভাগ করা যায়। ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন অণুবীক্ষণ যন্ত্রগুলি প্রায়ই সূক্ষ্ম উপাদান কাঠামোগুলি পর্যবেক্ষণ করতে ব্যবহৃত হয় যা সাধারণ অণুবীক্ষণ যন্ত্র দ্বারা সমাধান করা যায় না; স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন অণুবীক্ষণ যন্ত্রগুলি প্রধানত কঠিন পৃষ্ঠের রূপবিদ্যা পর্যবেক্ষণ করতে ব্যবহৃত হয় এবং এক্স-রে ডিফ্র্যাক্টোমিটার বা ইলেকট্রন শক্তি স্পেকট্রোমিটারের সাথে মিলিত হয়ে উপাদান গঠন বিশ্লেষণের জন্য ইলেকট্রনিক মাইক্রোপ্রোব তৈরি করা যেতে পারে; স্ব-নির্গত ইলেক্ট্রন পৃষ্ঠতলের অধ্যয়নের জন্য নির্গমন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি।

ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপের নামকরণ করা হয়েছে ইলেক্ট্রন রশ্মি নমুনায় প্রবেশ করে এবং তারপর ইলেক্ট্রন লেন্স দিয়ে চিত্রটিকে বড় করে। এর অপটিক্যাল পাথ একটি অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপের মত। এই ধরণের ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপে, নমুনার পরমাণু দ্বারা ইলেক্ট্রন রশ্মির বিক্ষিপ্তকরণের মাধ্যমে চিত্রের বিবরণে বৈসাদৃশ্য তৈরি হয়। নমুনার পাতলা বা নিম্ন-ঘনত্বের অংশে কম ইলেক্ট্রন রশ্মি বিক্ষিপ্ত হয়, তাই বেশি ইলেক্ট্রন বস্তুনিষ্ঠ মধ্যচ্ছদা দিয়ে যায় এবং ইমেজিংয়ে অংশগ্রহণ করে এবং ছবিতে উজ্জ্বল দেখায়। বিপরীতভাবে, নমুনার ঘন বা ঘন অংশগুলি চিত্রটিতে আরও গাঢ় দেখায়। যদি নমুনাটি খুব পুরু বা খুব ঘন হয় তবে ইমেজের বৈসাদৃশ্যটি খারাপ হবে, এমনকি ইলেক্ট্রন বিমের শক্তি শোষণ করে ক্ষতিগ্রস্ত বা ধ্বংস হবে।
দ্য

ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ কলামের উপরের অংশটি হল ইলেক্ট্রন বন্দুক, ইলেকট্রনগুলি টংস্টেন গরম ক্যাথোড দ্বারা নির্গত হয়, প্রথমটির মধ্য দিয়ে যায় এবং দ্বিতীয় দুটি কনডেনসার আয়না ইলেক্ট্রন বিমকে ফোকাস করে। নমুনার মধ্য দিয়ে যাওয়ার পর, ইলেক্ট্রন রশ্মিকে অবজেক্টিভ লেন্সের মাধ্যমে মধ্যবর্তী আয়নায় চিত্রিত করা হয় এবং তারপর মধ্যবর্তী আয়না এবং প্রজেকশন মিররের মাধ্যমে ধাপে ধাপে বড় করা হয় এবং তারপর ফ্লুরোসেন্ট স্ক্রীন বা ফটোকোহেরেন্ট প্লেটে চিত্রিত করা হয়।

মধ্যবর্তী আয়নার বিবর্ধনকে ক্রমাগত দশগুণ থেকে কয়েক হাজার বার পরিবর্তন করা যেতে পারে প্রধানত উত্তেজনা প্রবাহের সামঞ্জস্যের মাধ্যমে; মধ্যবর্তী আয়নার ফোকাল দৈর্ঘ্য পরিবর্তন করে, একই নমুনার ক্ষুদ্র অংশে ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপিক চিত্র এবং ইলেক্ট্রন বিচ্ছুরণ চিত্র পাওয়া যেতে পারে। মোটা ধাতব স্লাইস নমুনা অধ্যয়ন করার জন্য, ফরাসি ডুলস ইলেক্ট্রন অপটিক্স ল্যাবরেটরি 3500 কেভির ত্বরিত ভোল্টেজ সহ একটি অতি-উচ্চ ভোল্টেজ ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপ তৈরি করেছে। স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ কাঠামোর পরিকল্পিত চিত্র

স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপের ইলেক্ট্রন রশ্মি নমুনার মধ্য দিয়ে যায় না, তবে শুধুমাত্র নমুনার পৃষ্ঠে গৌণ ইলেকট্রনকে স্ক্যান করে এবং উত্তেজিত করে। নমুনার পাশে রাখা সিন্টিলেশন ক্রিস্টাল এই সেকেন্ডারি ইলেকট্রনগুলি গ্রহণ করে, পিকচার টিউবের ইলেক্ট্রন বিমের তীব্রতাকে প্রশস্ত করে এবং সংশোধন করে, যার ফলে পিকচার টিউবের স্ক্রিনের উজ্জ্বলতা পরিবর্তন হয়। পিকচার টিউবের ডিফ্লেকশন কয়েল নমুনার পৃষ্ঠে ইলেক্ট্রন রশ্মির সাথে সিঙ্ক্রোনাস স্ক্যানিং রাখে, যাতে পিকচার টিউবের ফ্লুরোসেন্ট স্ক্রিন নমুনা পৃষ্ঠের টপোগ্রাফিক চিত্র প্রদর্শন করে, যা একটি শিল্প টিভির কাজের নীতির অনুরূপ। .

একটি স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপের রেজোলিউশন প্রধানত নমুনা পৃষ্ঠের ইলেক্ট্রন বিমের ব্যাস দ্বারা নির্ধারিত হয়। ম্যাগনিফিকেশন হল পিকচার টিউবের স্ক্যানিং প্রশস্ততা এবং নমুনার স্ক্যানিং প্রশস্ততার অনুপাত, যা ক্রমাগত দশগুণ থেকে কয়েক হাজার বার পরিবর্তিত হতে পারে। ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি স্ক্যান করার জন্য খুব পাতলা নমুনার প্রয়োজন হয় না; ইমেজ একটি শক্তিশালী ত্রিমাত্রিক প্রভাব আছে; এটি পদার্থের গঠন বিশ্লেষণ করতে ইলেকট্রন বিম এবং পদার্থের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া দ্বারা উত্পন্ন সেকেন্ডারি ইলেকট্রন, শোষিত ইলেকট্রন এবং এক্স-রে-এর মতো তথ্য ব্যবহার করতে পারে।

স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপের ইলেক্ট্রন গান এবং কনডেন্সার লেন্স মোটামুটি ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপের মতই, কিন্তু ইলেক্ট্রন রশ্মিকে পাতলা করার জন্য কনডেন্সার লেন্সের নিচে একটি অবজেক্টিভ লেন্স এবং একটি অ্যাস্টিগমেটাইজার যোগ করা হয় এবং এর দুটি সেট পারস্পরিক লম্ব স্ক্যানিং বিমগুলি উদ্দেশ্য লেন্সের ভিতরে ইনস্টল করা হয়। কুণ্ডলী অবজেক্টিভ লেন্সের নীচের নমুনা চেম্বারটি একটি নমুনা পর্যায়ে সজ্জিত যা নড়াচড়া, ঘোরানো এবং কাত হতে পারে।