Mikroskop jonowy

Z Wikipedii

Mikroskopia jonowa - bardziej poprawnie zwana mikroskopią pola jonowego Field ion microscopy (FIM) to technika analityczna stosowana w nauce o materiałach.

Jest to najstarsza technika, które pozwoliła "zobaczyć" pojedyncze atomy. Technika została wymyślona i zastosowana po raz pierwszy przez Erwina Müllera, który opublikował jej zasady w 1951 r, w czasopiśmie Zeitschrift für Physik.

Za pomocą tej techniki można oglądać atomy na powierzchni specjalnie spreparowanych, gładkich i twardych metalowych odkuwek. Odkuwkę taką umieszcza się w komorze próżniowej, którą napełnia się gazem szlachetnym - neonem lub helem. Odkuwka jest schładzana do bardzo niskiej temperatury (<50 K), a następnie jest do niej przykładana dodatnia elektroda o napięciu od 5000 do 10 000 woltów.

Atomy gazu są jonizowane przez sile pole elektryczne generowane przez odkuwkę. (Stąd pochodzi nazwa techniki). Mikrostruktura powierzchni odkuwki ulega rodzaju naturalnego powiększenia, gdyż na każdym wystającym atomie metalu tworzy się długi łańcuch zjonizowanych atomów gazu, który jest skierowany pod kątem prostym do powierzchni. Jest to tzw. efekt punktowej projekcji jonów.

Detektor jonów jest tak skonstruowany, aby był czuły tylko na jony tworzące powierzchniowe kolumny, a nie reagował na obecność wolnych jonów obecnych w całej objętości gazu. Obrazy tworzone na podstawie danych z takiego detektora mają na tyle dużą rozdzielczość, że można na nich rozpoznać pojedyncze atomy powierzchni.

Technika ta nadaje się do badania wyłącznie specjalnie preparowanych powierzchni metali i jest dość kłopotliwa i kosztowna. Obecnie jest już rzadko stosowana, gdyż istnieją tańsze i bardziej uniwersalne techniki takie jak mikroskop elektronowy, skaningowy mikroskop tunelowy i mikroskop sił atomowych.