Дорогие читатели, Нашему шестнадцатилетнему, волонтёрскому и некоммерческому проекту для создания новой, современной версии N-N-N.ru, очень нужно посоветоваться касательно платформы нашего сайта – SYMFONY & DRUPAL 8. Платформа не простая, но обещаем – мы не займём много времени, просто нужна консультационная поддержка квалифицированного разраба. Если вы можете помочь, то связаться с нами можно на страницах Facebook.com здесь и здесь.

Электронный микроскоп своими руками

Старший брат детища Краснова заводского производства.

28-летний изобретатель из США Бен Краснов (Ben Krasnow) в домашних условиях собрал сканирующий электронный микроскоп, сообщает портал журнала Popular Science.

«Мне было интересно попробовать свои силы, узнать, возможно ли сделать что-то похожее своими руками», – говорит изобретатель.

Любая научная лаборатория заплатит четверть миллиона долларров за хороший коммерческий СЭМ. А вот о попытках создания микроскопа «на коленке», говорит Краснов, нигде не сообщалось. И Бен сымпровизировал.

Сначала несколько недель ушло на изучение принципа действия СЭМ, физических процессов, которые лежат в основе его работы.

ru1.jpg Рис. 1. Изобретатель в лаборатории. Фото Cody Pickens.

Следующим шагом был подбор недорогих компонентов на eBay. Сделав запас необходимых компонентов, Бен приступил к работе. Электронную пушку он сделал из тонкой вольфрамовой проволоки. В результате термоэлектронной эмиссии (накаливание электрическим током и последующее испускание электронов) она испускала пучок электронов, которые через тонкую медную трубку устремлялись навстречу образцу. Поначалу сфокусировать пучок не получалось, однако перемещая магнит вокруг стеклянной камеры, в которую Бен поместил микроскоп, удалось добиться более или менее хорошей фокусировки пучка. Картинки, которые изобретатель получил на своем микроскопе, имеют увеличение в 50 раз, что в общем то очень далеко от 1000-кратного увеличения коммерческих СЭМов. Правда эксперты считают, что это ничуть не умаляет значимость эксперимента.

Как это работает

Время: 100 часов

Стоимость: 1 500 у.е.

Дисплей

Сканирующий электронный микроскоп называется так потому, что он сканирует поверхность образца электронным лучом, по сути получая «видеокартинку» стационарного (недвижимого) образца. В современных СЭМах обработка полученных данных и формирование изображения осуществляется на компьютере. Бен Краснов для визуализации всего происходящего использовал старый осциллограф – прибор для регистрации амплитуд электрических сигналов.

Пучок электронов, испускаемый вольфрамовым эмиттером, выбивал с поверхности материала вторичные электроны, которые попадали на детектор. Сигнал на детекторе зависит от топографии исследуемого образца. С детектора сигнал поступал в осциллограф, который уже формировал картинку (рис.2). Скорость сканирования поверхности была небольшой, при этом чем быстрее перемещался луч, тем было хуже качество картинки и тем меньше было разрешение. В дальнейшем для обработки изображений Бен планирует использовать компьютер.

ru2.jpg Рис. 2. Полученная картинка. Фото Бен Краснов.

Вакуумное охлаждение

Необходимо, чтобы в процессе работы пучок электронов оставался достаточно тонким и не расходился. Во избежание любого постороннего воздействия, Краснов поместил микроскоп под большой стеклянный купол, при этом выкачав воздух. Для создания вакуума Бен использовал два насоса. Один из них все время перегревался и Бен снабдил его системой охлаждения. Охлаждающая жидкость циркулировала вокруг перегревающегося насоса, забирая излишки тепла, при этом охлаждаясь обыкновенным оконным кондиционером. Бен Краснов – эстет, поэтому и осциллограф, и блоки питания выглядят так, как будто они только что вернулись из космической миссии 60-х годов.

ru3.jpg Рис. 3. Электронная пушка под стеклянным куполом. Фото Cody Pickens.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4.7 (13 votes)
Источник(и):

1. Popular Science

2. nanometer.ru