«Исследования Крю открыли окно в новую Лилипутию - мир фундаменталь­ных строительных кирпичиков природы, - пишет журналист Джон Маркофф. - Они вооружили нас новым мощным методом, позволяющим постичь архитектуру всего сущего, от живой материи до металлических сплавов».

Мир никогда не «видел» отдельных атомов, пока профессор Чикагского университета Альберт Крю не применил свою первую успешную модель ска­нирующего просвечивающего электронного микроскопа (STEM). Хотя идея об элементарной частице вещества была высказана еще в Y в. до н. э. греческим философом Демокритом, атомы слишком малы, чтобы их можно было увидеть в оптические микроскопы. В 1970 г. Крю опубликовал в журнале Science свою статью «Различимость отдельных атомов», где представил фотографические изображения атомов урана и тория.

«После конференции в Англии он забыл купить книгу для чтения во вре­мя полета домой, а потохму в самолете вытащил лист бумаги и - набросал два пути усовершенствования тогдашних микроскопов», - пишет Маркофф. Поз­же Крю спроектировал улучшенный источник электронов (автоэмиссионную пушку) для сканирования образцов.

В электронных микроскопах образцы облучаются пучком электронов. В просвечивающем электронном микроскопе, который изобрели в начале 1930-х гг. Макс Кнолл и Эрнст Руска, электронный пучок проходит через тонкий образец, а затем полученное изображение увеличивается с помощью магнитных линз, созданных катушкой с током. В сканирующем электрон­ном микроскопе применяют электрические и магнитные линзы, помещаемые перед образцом, что позволяет сфокусировать электроны в небольшое пятно, которое затем сканирует поверхность. STEM является гибридом обоих этих подходов.

В 1955 г. Эрвин Мюллер впервые увидел атомы, используя изобретенный им полевой ионный микроскоп (другое название - автоионный микроскоп). В этом приборе используется сильное электрическое поле, приложенное к металлической игле, помещенной в газ. Атомы газа, оказывающиеся вблизи острия иглы, ионизируются и регистрируются. Физик Питер Неллист пишет: «Этот процесс с большей вероятностью случается в определенных местах на поверхности иглы - там, где в атомной структуре имеются ступеньки. Поэто­му получаемое изображение воспроизводит внутреннее атомное строение об­разца».

 


 

Изображение очень острой вольфрамовой иглы, полученное в полевом ионном микро­скопе. Небольшие округлые объекты - это отдельные атомы. Некоторые удлиненные объекты - атомы, двигавшиеся в процессе съемки (занимающей примерно секунду).

 

Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru