هناك فراغ ، يتم إدخال الكاثود ، ويتم تنظيف العمود ، ويتم توفير جهد عالي ، ويتم حتى التحكم من الكمبيوتر. يبقى فقط لرؤية الشعاع الإلكتروني وتجربة عمل العدسات المغناطيسية.
لكن أولاً ، سأخبرك عن لوحة من مادة غير معروفة: عندما كنت أقوم بتنظيف العمود ، وجدت لوحات غريبة من مادة لامعة هشة للغاية في غرفة القفل ، في مكان منعزل. إن موضع هذا المجهر قبل الوصول إلي ، وما نظروا إليه ، غير معروف.
وقد اقترح أن هذا هو السيليكون. ما اتضح في النهاية وما هو التقدم الذي تم تحقيقه في المجهر الإلكتروني في ثلاثة أسابيع - تحت القط.
عندما ذهبت إلى شركة VacuumTechExpo العام الماضي ، فوجئت بكشك الشركة المصنعة التشيكية للمجاهر الإلكترونية
Tescan . كان هناك مجهر مسح حديث مع انبعاث ميداني في حالة عمل ويمكن لأي شخص أن يسجل ويرى عينته (كان المتخصصون الضروريون موجودين).
المجهر الثاني العامل الذي قدم في المعرض (بشكل عام هو AnalystExpo ، لكنهم عادة ما يمرون معًا) هو سطح المكتب
Phenom .
ما هو أكثر إثارة للاهتمام ، أن كلا من المجاهر المقدمة مزودة بمحلل ، والذي لا يسمح فقط برؤية بنية السطح بواسطة الإلكترونات الثانوية وتقييم المادة بشكل مقارن (عن طريق الإلكترونات المنعكسة ، التي تظهرها بوضوح في الفيديو) ، ولكن أيضًا لمعرفة التركيب العنصري لسطح العينة.
تسمى الطريقة:
سوف تتوهج أي مادة تحت شعاع الإلكترون. كل شيء عن طاقة الشعاع وطول موجة الإشعاع المستحث. لكن الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو أن كل عنصر له طيف انبعاث خاص به ، والذي غالبًا ما ينتقل إلى نطاق الأشعة السينية (ما يسمى بالإشعاع
المميز ). ولكن ، على سبيل المثال ، يتوهج الفوسفور في مصباح
DRL 250 ، الذي استخدمته كشاشة حساسة للتعديل ، في النطاق البصري - باللون الأحمر. تسمى هذه الظاهرة
تلألؤ الكاثود.من خلال تحليل الإشعاع المميز ، يمكن للمرء تحديد التركيب العنصري للعينة في أي نقطة مختارة.
هناك طريقة أخرى تسمى
التحليل الطيفي للأشعة السينية (WDS). لديها دقة طيفية أعلى ، لكنها تكتشف في وقت ما طول موجة معينة فقط ، والتي تم ضبطها مسبقًا.
يتيح لك هذا الحصول على صورة لمحتوى عنصر معين فقط في العينة ، في حين أن EDS ، على الرغم من وجود دقة أقل ، تسمح لك بالحصول على معلومات حول جميع العناصر. على سبيل المثال ، قمنا بتعيين كاشف WDS على الطول الموجي لانبعاث الكالسيوم ، ونحصل على صورة بالأبيض والأسود: اللون الأسود حيث لا يوجد كالسيوم ، والأبيض حيث يوجد.
لقد وضع عينته في حقيبة وسافر إلى VacuumTechExpo بضع ساعات قبل الإغلاق. ما كان هناك - أقترح أن أنظر إلى الفيديو. صورنا العملية برمتها: كيف نظرنا إلى العينة تحت المجهر ، وأجرينا تحليلها الأولي ، واكتشفنا ما تتكون منه. وفي الوقت نفسه ، تجولنا في المعرض ونظرنا في معارض مختلفة.
إلكترونات حرة
نعود إلى مجهرنا. في المرة الأخيرة ، قمنا باختبار جميع المكونات والظروف اللازمة لضمان الانبعاث الحراري من الكاثود والحصول على حزمة من الإلكترونات الحرة بجهد تسارع مختلف.
لكنك بحاجة إلى "رؤيته" بطريقة أو بأخرى ، على الأقل تقريبًا. من غير المعقول إجراء المسح والكشف على الفور. لأنه ليس لدي أي فكرة على الإطلاق عما إذا كانت العدسات المغناطيسية تعمل ، ويتم تعيين المحور البصري للمجهر "بالعين". هذا ، بالمناسبة ، هو نجاح كاف بالفعل ، لأنه كانت عدسة المكثف متحيزة بشدة إلى الجانب ولم يتم إصلاحها بواسطة توقفات قابلة للتعديل حسب الحاجة (على سبيل المثال ، إذا لم أقم بلمس العمود ، فلن يحدث شيء).
من الطرق الواضحة لإجراء تعديل تقريبي للجهاز وضع مادة على المسرح تتوهج في النطاق البصري عند قصفها بالإلكترونات. ومحاولة التحكم في العدسات والجهد العالي وتوهج الكاثود وإزاحة أسطوانة Venelt. وبالطبع ، قم بإنشاء نافذة حتى تتمكن من المشاهدة.
الفوسفور
بدأت أبحث عن فوسفور مناسب مقدمًا. سأل جميع الأشخاص الذين يساعدون المشروع ، ونتيجة لذلك حصل على بندين كاملين.
الأول هو أنبوب CRT صغير مع شاشة مستطيلة بدون مسدس إلكترون وبدون فراغ. كنت أرغب في رؤية الشاشة من على الشاشة ، لكن صديقي طلب مني أن أتركها كعنصر مجموعة نادر (وضع على رف خلف زجاج). بمجرد السؤال ، فهذا يعني قيمة.
والثاني عبارة عن أنبوب كامل من منظار الذبذبات القديم ، والذي تم كسره منذ فترة طويلة.
كادنا نشاهده باستخدام "دريميل" مباشرة بعد فتح راسم الذبذبات ، لكننا قررنا الانتظار والقيام بذلك في ظروف أكثر ملاءمة. كانت الفكرة بسيطة - لعمل ثقب صغير يتم من خلاله ملء الأنبوب بالهواء دون تدمير عام ، ثم قطع الشاشة الأمامية بواسطة مادة كاشطة ، ووضعها داخل المجهر.
جاء تفكير آخر ، حتى أبسط. اضطررت بالفعل إلى تجربة إزالة المصباح الخارجي من مصباح DRL 250 للحصول على مصدر ضوء للأشعة فوق البنفسجية بطول موجة 250 نانومتر. من الواضح أن الفوسفور متحمس للأشعة فوق البنفسجية ، وليس الإلكترونات ، والسؤال الكبير هو ما إذا كان سيتوهج من الإلكترونات. بحثت عن التكوين ، ولم أتمكن من العثور على إجابة محددة (يتم استخدام الفسفور المختلفة ، ولكن لا يزال لدي مصباح سوفيتي). لكن ، كتبت في بداية المقال أن كل شيء يضيء تحت شعاع الإلكترون. لذلك ، فرص النجاح كبيرة.
منشور ، ضع داخل المجهر.
أغلق الموانئ الكبيرة في العمود ، للملاحظة لم يكن هناك سوى نافذة صغيرة محلية الصنع في الأعلى. هذه النافذة مصنوعة من زجاج شبكي بسمك 5 مم تقريبًا. لسوء الحظ ، عندما كنت أبحث عن الأسيتون للتسرب ، قمت بالرش عليه عن طريق الخطأ ، وتفاقمت الشفافية البصرية للسطح الخارجي على الفور. أيضًا ، كان عليّ تشحيمه بطبقة رقيقة من الزيت عالي التفريغ ، بحيث يسمح للهواء بالمرور أقل.
من خلال النافذة ، يبدو كل شيء كما يلي:
ومع ذلك ، هذا جيد. يمكن ملاحظة التألق بالتأكيد.
عن الأمن
انتباه! لا داعي للذعر. عندما يتم تشعيع أي مادة باستخدام الإلكترونات ، ينشأ إشعاع مستمر للأشعة السينية بطاقة لا تتجاوز الجهد المتسارع مضروبًا في شحنة الإلكترون (على سبيل المثال ، بالنسبة لـ 30 كيلو فولت ، تكون أقصى طاقة إشعاعية ممكنة هي 30 كيلو فولت). يُصنع عمود الميكروسكوب في المصنع بطريقة تحمي جميع الإشعاعات التي تظهر بداخله. المجهر معتمد كجهاز آمن للإشعاع.تعديل العمود الذي قمت به أعلاه (نافذة مصنوعة من الأكريليك) من الناحية النظرية يشكل بعض الخطر في حالة انتهاك ظروف التشغيل وكونه قريبًا جدًا من هذه النافذة.
لقد وجدت
هذه الصفحة (بعد أن واجهت الحنين إلى الماضي في أواخر التسعينيات ، عندما كانت هذه الصفحات في ذروة الكمال) ، والتي تسمح لك بحساب اختراق الأشعة السينية لمختلف الطاقات من خلال مواد مختلفة.
لذلك ، نختار ، المادة هي
PMMA ، السماكة 5 مم ، وننظر في نسبة الامتصاص لمختلف الطاقات.
يتم امتصاص الإشعاع بطاقات تصل إلى 8 كيلو إلكترونيل بالكامل (99.9٪) بالأكريليك ، ولكن الإشعاع بطاقة أعلى يمكن أن يتغلب على هذا الحاجز. على سبيل المثال ، 70٪ من الإشعاع بطاقة 30 كيلوفولت تمر عبر النافذة.
من الواضح أنه عندما يتم إشعاع الفوسفور حتى 10 كيلوفولت ، فمن غير المرجح أن نتلقى أشعة سينية بطاقة 10 كيلوفولت عند الإخراج ، لهذا نحتاج إلى وضع أنود ضخم من النحاس هناك. ولكن ، مع ذلك ، ولأسباب تتعلق بالسلامة ، قمت بمعايرة مصدر الجهد ، ولم أقم حتى بتشغيل الجهد المتسارع فوق 5 كيلو فولت لفترات زمنية قصيرة.
المحاولة رقم 1. غير ناجحة
كل شيء قيد التشغيل - لا يحدث شيء. يصدر الصافرة صوتًا ، وتسخن الحرارة ، ولا يوجد انبعاث. لذا حاولت ، نوعًا ما ، حسنًا ، لا شيء. وأضاف توهج آخر. بدأت الشكوك تتسلل ، وماذا لو لم يلمع الفوسفور؟ نظر بكاميرا فيديو في حال توهج في النطاق غير المرئي للعين. لا شيء.
المحاولة رقم 2. لا تزال غير ناجحة
ودخل الهواء ، وخلع حامل الحجاب الحاجز النهائي ، ولف اللوح بفتحات من هناك. لم يترك سوى حامل بفتحات قطرها عدة ملليمترات.
فتح مسدس الإلكترون ، وأخذ ليزر أحمر صغير وبدأ ببساطة في التألق "من خلال الضوء" عبر العمود بأكمله لمعرفة ما إذا كان هو نفسه أم لا.
إذا لم يمر شعاع الضوء ، فسيتم فقد الشعاع الإلكتروني بالتأكيد. لحسن الحظ ، عند مطابقة الاتجاه بدقة ، رأيت نقطة حمراء أدناه. لذا يمكنك المحاولة مرة أخرى!
ولكن دون جدوى قمت بزيادة تيار التوهج آخر مرة. في مرحلة ما ، لم يستطع الكاثود تحمله وتوقف عن العمل بهدوء.
بعد ذلك ، قمت بتعديل تجميع الكاثود إلى كاثودات JEOL K-type ، والتي يتم استخدامها في مجاهر JEOL الحديثة. كان السابق من مجهر مجهول ، وأكثر لم أجد مثل هذا. لدي اثنين آخرين في الاحتياطي ، لكنهما غير مناسبتين جدًا لهذا المجهر.
المحاولة رقم 3. النجاح
قمت بتجميع كل شيء مرة أخرى ، وقمت بعمل توصيل كهربائي عالي الجودة وموثوق به لجميع أجزاء العمود (السكن الخارجي للجزء المهبط من الكاثود من البندقية ، والجزء الرئيسي من العمود ، ولوحة معدنية محملة بنابض يتم تركيب العمود عليها والجزء الكامل عالي التفريغ مع الصمامات ، والخزانة - كل هذا كان يجب توصيله كهربائيًا ، وكذلك ربط الأرض بوحدة إمداد الطاقة عالية الجهد ، وجسم الحوض والجديلة المعدنية للكابل عالي الجهد من المجهر بهذا).
ما حدث بعد التشغيل ، انظر إلى الفيديو:
خطة العمل المستقبلية:
- جعل دوائر التحكم العدسة المغناطيسية
- جرب نظام الانحراف
- عمل مضخم تيار مستحث
- الحصول على الصورة الأولى من المجهر في الوضع الحالي المستحث :)
- استعادة وتوصيل أجهزة الكشف الإلكترونية الثانوية والحصول على صورة في وضع الإلكترون الثانوي :)
كيف يمكنني المساعدة
شكرا جزيلا لكل من يساعد في المشروع. في السلسلة التالية سأتحدث بالتفصيل عما تمكنت من الحصول عليه لتنفيذ المشروع.
سيركز معظم العمل على الإلكترونيات وأجهزة الكشف. ولكن في المستقبل القريب ، سأحتاج أيضًا إلى إعادة تطبيق مهارات تشغيل المعادن.
إذا كان لديك خنازير غير ضرورية من المعادن (الفولاذ المقاوم للصدأ ، duralumin والصلب) والبلاستيك (زجاج شبكي ، وما شابه) التي يمكنك اتخاذها - سأكون ممتنا. وكل ما يتعلق بالأشغال المعدنية مفيد أيضًا.
من المفيد دائمًا أن يكون لديك أختام Viton. هناك عدة أحجام من الخواتم التي لا يمكنني العثور عليها.
شكرا على وقتك! شارك انطباعاتك وأسئلتك ، يسعدني قراءة جميع التعليقات. إذا كنت قد ذكرت شيئًا غير واضح - اسأل ، سأحاول تكميله. أكتب مقالات بفاصل أطول من أن أنشر الفيديو ، حتى تتمكن من التعرف على تقدم المجهر في الوقت الفعلي من الفيديو على
قناتي .
في السلسلة التالية - الإلكترونيات وجهاز التقاط الصور وقليل من البرمجة