DALLA LENTE SOTTILE AL MICROSCOPIO ELETTRONICO IN TRASMISSIONE
POTERE RISOLUTIVO Il potere risolutivo dell’occhio umano, ovvero la minima distanza tra due punti che ne permette una visione distinta, è circa 0,1- 0,2mm, se i due punti sono più vicini l’occhio non riesce a risolverli e vede quindi un’unica figura. Un microscopio ottico moderno può raggiungere un potere risolutivo pari a 0,1- 0,2m corrispondente ad un ingrandimento di circa 1000x. Ciò che limita la risoluzione di un microscopio ottico è, in ultima analisi, la lunghezza d’onda della luce usata per illuminare il campione. Colore l (10-6 m) rosso 0,780 - 0,622 arancione 0,622 - 0,597 giallo 0,597 - 0,577 verde 0,577 - 0,492 azzurro 0,492 - 0,455 violetto 0,455 - 0,380
Una possibile soluzione: Microscopio elettronico in Trasmissione, TEM
HREM
Percorso effettuato all’Università: Diffrazione da luce Diffrazione da elettroni Utilizzo del TEM per osservare la sezione di un MOSFET Funzionamento del TEM (microscopio elettronico in trasmissione) Lente sottile
Lente sottile convergente
Microscopio ottico a proiezione Figura 1. Microscopio a proiezione. F1 ed F2 rappresentano le intersezioni del piano focale con l’asse ottico (passante per il centro delle lenti) del microscopio.
Fenditure Reticolo da 80 linee/mm --- Diffrazione Reticolo fine gauze
Microscopio a proiezione: alcuni risultati
Lunghezza d’onda di De Broglie associata agli elettroni: h=6.626 x10-34 Js= 4.14 x10-15eVs e=-1.602 x10-19C m(elettrone)=9.109 x10-31Kg Lunghezza d’onda di De Broglie associata agli elettroni: Step 1: E k = eV Step 2: E k = (½ )mv2= (mv)2 /2m, quindi quantità di moto p=mv= √2mE k Step 3: λ = h / p Analogia ottica: reticolo quadrato ruotato attorno alla direzione di incidenza della luce 4kV λ= 0.03nm
Laser He-Ne λ ~630nm Elettroni da 200kV λ ~0.0025nm