परमाणु माइक्रोस्कोप ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप इमेजिंग सिद्धांत की समानताएं और असमानताएं
इलेक्ट्रॉन प्रकाशिकी की अवधारणा के आधार पर, एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप एक उपकरण है जो प्रकाश किरणों और ऑप्टिकल लेंस के विपरीत इलेक्ट्रॉन बीम और इलेक्ट्रॉन लेंस का उपयोग करके अत्यधिक उच्च आवर्धन पर पदार्थों के जटिल विवरण को देखता है।
वह न्यूनतम दूरी जिसे एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप दो पड़ोसी स्थानों के बीच पाट सकता है, का उपयोग इसकी विभेदन क्षमता का वर्णन करने के लिए किया जाता है। 197{1}} के दशक में ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का रिज़ॉल्यूशन लगभग 0.3 नैनोमीटर था (मानव आंख की संकल्प शक्ति लगभग 0.1 मिलीमीटर है)। अब जबकि इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का अधिकतम आवर्धन 3 मिलियन गुना से अधिक हो गया है, ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के केवल 2000 गुना के अधिकतम आवर्धन की तुलना में, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके कुछ भारी धातुओं के परमाणुओं और क्रिस्टल में क्रमबद्ध परमाणु जाली का सीधे निरीक्षण करना संभव है।
जब जर्मन वैज्ञानिकों नॉर-ब्रेमसे और रुस्का ने 1931 में एक ठंडे कैथोड डिस्चार्ज इलेक्ट्रॉन स्रोत और तीन इलेक्ट्रॉन लेंस के साथ एक उच्च-वोल्टेज ऑसिलोस्कोप को संशोधित किया, तो वे एक ऐसी छवि प्राप्त करने में सक्षम थे जो दस गुना से अधिक बढ़ाई गई थी, जो आवर्धित इमेजिंग की व्यवहार्यता की पुष्टि करती थी। एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करना। रुस्का की प्रगति के बाद, 1932 में इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की संकल्प शक्ति 50 नैनोमीटर तक पहुंच गई, जो उस समय के ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप से लगभग 10 गुना अधिक थी। परिणामस्वरूप, लोगों ने इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप पर अधिक ध्यान देना शुरू कर दिया।
इलेक्ट्रॉन लेंस की घूर्णी विषमता को ठीक करने के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका में हिल ने 194 के दशक में एक दृष्टिवैषम्य का उपयोग किया था। इस नवाचार ने इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की संकल्प शक्ति को आगे बढ़ाने और अंततः आज के स्तर तक पहुंचने में मदद की। 1958 में चीन में 3 नैनोमीटर के रिज़ॉल्यूशन वाला एक ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप सफलतापूर्वक बनाया गया था, और 1979 में 0.3 नैनोमीटर के रिज़ॉल्यूशन वाला एक बड़ा इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उत्पादन किया गया था।
यद्यपि इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की विभेदन शक्ति ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की तुलना में बहुत अधिक है, जीवित चीजों का निरीक्षण करना चुनौतीपूर्ण है क्योंकि इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप को निर्वात में काम करना होगा और इलेक्ट्रॉन किरण के विकिरण से जैविक नमूनों को विकिरण क्षति होगी। अन्य चीजों के अलावा, इलेक्ट्रॉन तोप की चमक और इलेक्ट्रॉन लेंस की क्षमता में सुधार कैसे किया जाए, इस पर भी और शोध किए जाने की आवश्यकता है।
इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का एक आवश्यक माप विभेदन शक्ति है, जो सामग्री से गुजरते समय आपतित शंकु कोण और इलेक्ट्रॉन किरण की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है। जबकि इलेक्ट्रॉन किरणों की तरंग दैर्ध्य त्वरित वोल्टेज के साथ सहसंबद्ध होती है, दृश्य प्रकाश की तरंग दैर्ध्य 3 {{2} 0 से 700 नैनोमीटर तक होती है। जब त्वरित वोल्टेज 50-100 केवी होता है तो इलेक्ट्रॉन बीम तरंग दैर्ध्य लगभग 0.0053-0.0037 नैनोमीटर होता है। भले ही इलेक्ट्रॉन किरण का शंकु कोण ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का केवल 1 प्रतिशत हो, फिर भी इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की विभेदन शक्ति ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की तुलना में काफी अधिक होती है क्योंकि इलेक्ट्रॉन किरण की तरंग दैर्ध्य तरंग दैर्ध्य से बहुत कम होती है। दृश्यमान प्रकाश का.
