§ 171. Электронные и ионные проекторы

При помощи электронного микроскопа в настоящее время удается в лучшем случае заметить крупные молекулы в виде отдельных пятен или точек. Однако имеется возможность добиться гораздо большего, а именно разглядеть форму молекулы и увидеть картину

ее электронного облака. Это удалось сделать с помощью особых микропроекторов.

На рис. 202 изображена схема электронно-ионного микропроектора. Это — баллон, откачанный до вакуума в который введены электроды, причем катод изготовляется в виде острия с весьма малым радиусом закругления. Форма катода позволяет создать около него поля порядка 107 В/см. При таком поле из холодного катода начинают вырываться электроны, летящие радиальным потоком. Если на пути потока находится препятствие, то на флуоресцирующем экране (или фотопластинке) возникает теневое изображение.

Рис. 202.

Если объект лежит на поверхности острия, то увеличение равно отношению расстояния от острия до экрана к радиусу закругления острия. Особыми способами удается добиться радиуса закругления меньше 200 А.

Если нанести молекулы какого-либо вещества на острие, то можно увидеть их изображение на экране. Это удалось сделать для молекул фталоцианина, имеющих размер около 15 А. На экране были четко видны форма молекулы, ее характерное четырехлепестковое строение, сгущения и разрежения электронной плотности.

Хотя этот способ никак нельзя рассматривать как осуществимый в стандартных лабораторных условиях для любых объектов, трудно переоценить возможность достижения полезного увеличения, превышающего миллион.

Однако разрешающая способность может быть повышена еще на порядок величины, а кроме того, может быть много увеличена четкость изображения, если осуществить тот же принцип рассмотрения объектов, заменив электронный пучок на ионный. Устройство ионного проектора в принципе не отличается от схемы электронного проектора. На острие подается положительный потенциал и при больших полях (108 В/см) от острия могут отрываться ионы. Для этого надо предварительно или во время работы проектора

осуществить адсорбцию атомов или молекул поверхностью острия. (В приборе, показанном на рис. 202, с помощью палладиевой трубочки в баллон прибора вводится небольшое количество молекул водорода.) Как только нейтральные атомы молекулы) занимают место на поверхности острия, они отдают свой электрон и в виде положительных ионов направляются к экрану.

При помощи такого ионного проектора удалось уже получить изображение самого вольфрамового острия. Изображение возникает по той причине, что адсорбция атомов происходит в определенных местах вольфрамового кристалла. На полученном изображении удалось видеть периоды решетки, т. е. разрешение достигло 2—3 А.