Kính hiển vi điện tử – Lịch Sử – Sự Phát Triển – Tầm quan trọng
Kính hiển vi điện tử (electron microscope) là một thiết bị quan trọng trong lĩnh vực khoa học và công nghệ, giúp con người quan sát và nghiên cứu các đối tượng vô cùng nhỏ, bao gồm cả cấu trúc tế bào và các hạt vi mô. Dưới đây là một cái nhìn sơ lược về lịch sử, sự phát triển và tầm quan trọng của kính hiển vi điện tử:
Lịch sử:
- Kính hiển vi điện tử quét (SEM – Scanning Electron Microscope): Loại kính hiển vi này được phát triển vào những năm 1930 và 1940. SEM sử dụng một tia electron để quét qua bề mặt của mẫu, tạo ra hình ảnh chi tiết về bề mặt của nó.
- Kính hiển vi điện tử truyền (TEM – Transmission Electron Microscope): TEM ra đời vào những năm 1930. Nó sử dụng tia electron để thẩm thấu qua mẫu, cho phép xem các cấu trúc và hạt vi mô bên trong mẫu.
Sự Phát Triển:
- Nâng cao độ phân giải: Kính hiển vi điện tử đã trải qua nhiều cải tiến về độ phân giải, cho phép nghiên cứu viên quan sát các chi tiết vô cùng nhỏ và phức tạp.
- Chức năng Phân tích Phổ: Một số kính hiển vi điện tử được trang bị tính năng phân tích phổ để xác định thành phần hóa học của các mẫu.
- Kính hiển vi điện tử quét quan tâm cao (STEM – Scanning Transmission Electron Microscope): STEM kết hợp tính năng của cả SEM và TEM, cho phép quét mẫu và xem cấu trúc bên trong cùng một lúc.
Tầm quan trọng:
- Đóng góp cho Nghiên cứu Khoa học: Kính hiển vi điện tử đã đóng góp quan trọng vào nhiều lĩnh vực khoa học như sinh học, hóa học, vật lý, và vật liệu học. Nó đã giúp khám phá ra nhiều hiện tượng và cấu trúc mới.
- Ứng dụng trong Công nghệ: Kính hiển vi điện tử cũng được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghệ như sản xuất bán dẫn và kiểm tra chất lượng sản phẩm.
- Giảng dạy và Đào tạo: Kính hiển vi điện tử là công cụ quan trọng trong giảng dạy và đào tạo các nhà nghiên cứu tương lai và các chuyên gia trong các lĩnh vực khoa học và kỹ thuật.
Kính hiển vi điện tử đã mở ra một thế giới mới về sự hiểu biết về cấu trúc và tính chất của vật liệu và hệ thống vô cùng nhỏ. Đóng góp của nó vào nghiên cứu và phát triển công nghệ không thể đánh giá thấp, và nó tiếp tục là công cụ quan trọng trong nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệ hiện đại.
Kính hiển vi điện tử – Lịch Sử – Sự Phát Triển – Tầm quan trọng
Kính hiển vi điện tử là tên gọi chung của nhóm thiết bị quan sát cấu trúc vi mô của vật rắn, hoạt động dựa trên nguyên tắc sử dụng sóng điện tử được tăng tốc ở hiệu điện thế cao để quan sát (khác với kính hiển vi quang học sử dụng ánh sáng khả kiến để quan sát).
Đôi khi, thuật ngữ “kính hiển vi điện tử” còn được dùng cho nhóm kính hiển vi khác sử dụng chùm ion để quan sát (ví dụ như kính hiển vi heli, kính hiển vi chùm ion…), nhưng cách dùng này không hoàn toàn chính xác.
Hai loại kính hiển vi điện tử phổ cập nhất lúc bấy giờ :
Trong những năm 20 của thế kỷ XX, có 2 trong số các thành tựu khoa học đã tạo tiền để cho sự ra đời của kính hiển vi điện tử:
– Bằng thực nghiệm đã chứng tỏ sự đúng đắn của thuyết De Broglie ( 1924 ) về đặc thù sóng của hạt hoạt động .- Năm 1926, H.Busch đã chứng tỏ hoàn toàn có thể dùng điện từ trường để tinh chỉnh và điều khiển chùm tia điện tử đang hoạt động. Tác dụng tinh chỉnh và điều khiển của điện từ trường so với chùm điện tử đang hoạt động giống tính năng của thấu kính thuỷ tinh với ánh sáng khả kiến .
Năm 1928 – 1929, H.Busch và E.Ruska đã đề suất nghiên cứu thấu kính điện từ (tiếng Anh: electromagnetic lense) bao gồm nguyên lý hoạt động, thiết kế chế tạo. Năm 1932 công bố phác thảo kính hiển vi điện tử đầu tiên. Năm 1938, E.Ruska và Van Borries đã thiết kế và chế tạo thành công một kính hiển vi điện tử cho hãng Siemens&Halske.
Độc lập với nhóm nghiên cứu và điều tra trên, năm 1939, dưới sự chỉ huy của những chuyên viên như E.F.Burton, A.Prebus và J.Hillier, tại trường Toronto ( Canada ) đã cho sinh ra kính hiển vi điện tử với những thấu kính điện từ .
Ban đầu do sử dụng những thành tựu của khoa học và công nghệ cũ (trước chiến tranh thế giới thứ 2), các kính hiển vi điện tử truyền qua (tiếng Anh: Transmission Electron Microscope, viết tắt là TEM) có khả năng phân giải bé hơn 2 nanomet (nm). Thời bấy giờ kính hiển vi tốt nhất chỉ đạt độ phân giải 150 nm.
Sau khi R.Heidenreich bằng phương pháp gia công đã tạo được những lá nhôm đủ mỏng (~1000 nm) để chùm điện tử với điện thế gia tốc 100kv có thể xuyên qua được đã mở ra hướng mới sử dụng kính hiển vi điện tử để nghiên cứu vật liệu.
Năm 1994, 2 hãng điện tử Nhật Bản Electron Optical Laboratory ( JEOL ) và Hitachi đã nghiên cứu và điều tra sản xuất kính hiển vi điện tử JEM-ARM 1250 [ 1 ]
( ARM : Atomic Resolution Microscope ) có điện thế gia tốc 1250 kv, đạt độ phân giải 0,105 nm
- ^ “JEOL”. Bản gốc lưu trữ ngày 25 tháng 12 năm 2015 .
Liên kết ngoài[sửa|sửa mã nguồn]
