गैरेज में इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप। इलेक्ट्रॉनों को तेज करें

एक वैक्यूम है, कैथोड डाला जाता है, कॉलम को साफ किया जाता है, एक उच्च वोल्टेज की आपूर्ति की जाती है, और यहां तक ​​कि कंप्यूटर से नियंत्रण भी किया जाता है। यह केवल इलेक्ट्रॉन बीम को देखने और चुंबकीय लेंस का काम करने के लिए बनी हुई है।

लेकिन सबसे पहले, मैं आपको अज्ञात सामग्री से एक प्लेट के बारे में बताऊंगा: जब मैं कॉलम को साफ कर रहा था, तो मुझे एक सुनसान जगह में एक चमकदार, बहुत नाजुक पदार्थ से एक अजीब जगह में अजीब प्लेटें मिलीं। यह सूक्ष्मदर्शी मुझसे मिलने से पहले कहां खड़ा था, और उन्होंने इसे क्या देखा, अज्ञात है।



यह सुझाव दिया गया है कि यह सिलिकॉन है। यह अंत में क्या निकला और तीन सप्ताह में बिल्ली के नीचे एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में क्या प्रगति हुई।

जब मैं पिछले साल वैक्यूमटेक्सपो में गया था, तो मैं इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप टेस्कोन के चेक निर्माता के बूथ से हैरान था। काम करने की स्थिति में क्षेत्र उत्सर्जन के साथ एक आधुनिक स्कैनिंग माइक्रोस्कोप था और कोई भी रिकॉर्ड कर सकता था और उनका नमूना देख सकता था (आवश्यक विशेषज्ञ मौजूद थे)।

प्रदर्शनी में प्रस्तुत दूसरा काम करने वाला माइक्रोस्कोप (आम तौर पर इसे एनालिस्टएक्सपो कहते हैं, लेकिन वे आमतौर पर एक साथ गुजरते हैं) डेस्कटॉप फेनोम है।

जो सबसे दिलचस्प है, प्रस्तुत सूक्ष्मदर्शी दोनों एक विश्लेषक से लैस हैं, जो न केवल माध्यमिक इलेक्ट्रॉनों द्वारा सतह की संरचना को देखने और सामग्री का तुलनात्मक मूल्यांकन करने के लिए अनुमति देता है (प्रतिबिंबित इलेक्ट्रॉनों द्वारा, मैं स्पष्ट रूप से वीडियो में दिखाता हूं), लेकिन नमूना सतह की तात्विक संरचना का पता लगाने के लिए भी।

विधि कहा जाता है:

ऊर्जा फैलाव एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (ईडीएस या ईडीएक्स)

कोई भी पदार्थ इलेक्ट्रॉन किरण के नीचे चमकता रहेगा। यह किरण की ऊर्जा और प्रेरित विकिरण की तरंग दैर्ध्य के बारे में है। लेकिन सबसे दिलचस्प बात यह है कि प्रत्येक तत्व का अपना उत्सर्जन स्पेक्ट्रम है, जो अक्सर एक्स-रे रेंज (तथाकथित विकिरण विकिरण) में जाता है। लेकिन, उदाहरण के लिए, डीआरएल 250 दीपक का फॉस्फोर, जिसे मैंने समायोजन के लिए एक संवेदनशील स्क्रीन के रूप में इस्तेमाल किया, वह भी ऑप्टिकल रेंज में चमकता है - लाल रंग में। इस घटना को कैथोडोल्यूमिनेसिंस कहा जाता है ।

विशेषता विकिरण का विश्लेषण करके, कोई भी चयनित बिंदु पर नमूने की मौलिक संरचना का निर्धारण कर सकता है।

एक अन्य विधि है जिसे तरंग फैलाने वाला एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (WDS) कहा जाता है। इसका उच्च वर्णक्रमीय रिज़ॉल्यूशन है, लेकिन एक समय में यह केवल एक निश्चित तरंग दैर्ध्य का पता लगाता है, जिसे पहले ट्यून किया गया था।

यह आपको नमूने में केवल एक निश्चित तत्व की सामग्री की एक छवि प्राप्त करने की अनुमति देता है, जबकि ईडीएस, हालांकि कम रिज़ॉल्यूशन होने पर, आपको सभी तत्वों के बारे में जानकारी प्राप्त करने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, हम डब्ल्यूडीएस डिटेक्टर को कैल्शियम उत्सर्जन की तरंग दैर्ध्य में सेट करते हैं, और हमें एक काले और सफेद तस्वीर मिलती है: काला रंग जहां कैल्शियम नहीं होता है, और जहां यह होता है वहां सफेद होता है।

उसने अपना नमूना एक बैग में रखा और बंद करने से कुछ घंटे पहले वैक्यूमटेक्स्टपो में चला गया। वहाँ क्या था - मैंने वीडियो देखने का प्रस्ताव दिया। हमने पूरी प्रक्रिया को फिल्माया: हमने माइक्रोस्कोप के तहत नमूने को कैसे देखा, इसका मौलिक विश्लेषण किया और पाया कि इसमें क्या है। और उसी समय हम प्रदर्शनी में घूमे और विभिन्न प्रदर्शनियों को देखा।

मुक्त इलेक्ट्रॉन

हम अपने माइक्रोस्कोप की ओर मुड़ते हैं। पिछली बार, हमने कैथोड से थर्मियोनिक उत्सर्जन सुनिश्चित करने और विभिन्न त्वरित वोल्टेज पर मुक्त इलेक्ट्रॉनों की एक किरण प्राप्त करने के लिए सभी आवश्यक घटकों और स्थितियों का परीक्षण किया।

लेकिन आपको कम से कम लगभग किसी तरह उसे "देखना" चाहिए। अभी स्कैनिंग और पता लगाना अनुचित है। क्योंकि मुझे इस बात का बिल्कुल भी अंदाजा नहीं है कि चुंबकीय लेंस काम करते हैं, और माइक्रोस्कोप का ऑप्टिकल अक्ष "आंख से" सेट है। यह, वैसे, पहले से ही पर्याप्त सफलता है, क्योंकि कंडेनसर लेंस पक्ष में दृढ़ता से पक्षपाती था और आवश्यकतानुसार समायोज्य स्टॉप द्वारा तय नहीं किया गया था (यानी यदि मैंने स्तंभ को नहीं छुआ था, तो कुछ भी नहीं हुआ होगा)।

डिवाइस का एक मोटा समायोजन करने का एक स्पष्ट तरीका एक पदार्थ को मंच पर रखना है जो इलेक्ट्रॉनों द्वारा बमबारी करने पर ऑप्टिकल रेंज में चमक जाएगा। और लेंस, उच्च वोल्टेज, कैथोड चमक, वेन्टेल सिलेंडर के विस्थापन को नियंत्रित करने का प्रयास करें। और, ज़ाहिर है, एक खिड़की बनाओ ताकि आप देख सकें।

भास्वर

मैंने पहले से एक उपयुक्त फास्फोर की तलाश शुरू कर दी। उन्होंने सभी लोगों से परियोजना में मदद करने के लिए कहा, जिसके परिणामस्वरूप दो पूरे आइटम मिले।

पहली एक छोटी सी CRT ट्यूब है जिसमें एक आयताकार स्क्रीन होती है जो बिना इलेक्ट्रॉन बंदूक और बिना वैक्यूम के होती है। मैं इसमें से स्क्रीन को देखना चाहता था, लेकिन मेरे दोस्त ने मुझे इसे एक दुर्लभ संग्रह आइटम के रूप में छोड़ने के लिए कहा (कांच के पीछे एक शेल्फ पर)। एक बार पूछे जाने पर, इसका मतलब मूल्यवान है।

दूसरा एक पुराने आस्टसीलस्कप से भरा हुआ ट्यूब है, जो लंबे समय से टूटा हुआ है।



हमने लगभग ऑसिलोस्कोप खोलने के ठीक बाद इसे "ड्रेमेल" के साथ देखा, लेकिन इंतजार करने और इसे और अधिक सुविधाजनक परिस्थितियों में करने का फैसला किया। यह विचार सरल था - एक छोटा सा छेद बनाने के लिए जिसके माध्यम से ट्यूब को सामान्य विनाश के बिना हवा से भर दिया जाता है, और फिर सामने के स्क्रीन को एक अपघर्षक के साथ काट दिया जाता है, और इसे माइक्रोस्कोप के अंदर डाल दिया जाता है।

एक और विचार आया, और भी सरल। मुझे पहले से ही डीआरएल 250 लैंप से बाहरी बल्ब को हटाने के लिए प्रयोग करना था, जिसमें 250 एनएम की तरंग दैर्ध्य के साथ एक यूवी प्रकाश स्रोत प्राप्त करना था। यह स्पष्ट है कि फॉस्फोर यूवी विकिरण से उत्साहित है, इलेक्ट्रॉनों से नहीं, और बड़ा सवाल यह है कि क्या यह इलेक्ट्रॉनों से चमक जाएगा। मैंने रचना की तलाश की, मुझे निश्चित उत्तर नहीं मिला (विभिन्न फॉस्फोर का उपयोग किया जाता है, लेकिन मेरे पास अभी भी सोवियत निर्मित दीपक है)। लेकिन, मैंने लेख की शुरुआत में लिखा था कि सब कुछ एक इलेक्ट्रॉन बीम के नीचे चमकता है। इसलिए, सफलता की संभावना महान है।

देखा, माइक्रोस्कोप के अंदर डाला।



उन्होंने स्तंभ के बड़े बंदरगाहों को बंद कर दिया, अवलोकन के लिए शीर्ष पर केवल एक छोटी सी घर की खिड़की थी। यह खिड़की लगभग 5 मिमी मोटी Plexiglas से बना है। दुर्भाग्य से, जब मैं एसीटोन को लीक करने के लिए देखता था, तो मैंने गलती से उस पर छिड़काव किया, और बाहरी सतह की ऑप्टिकल पारदर्शिता तुरंत खराब हो गई। इसके अलावा, मुझे इसे उच्च-वैक्यूम तेल की एक पतली परत के साथ चिकनाई करना था, ताकि यह कम से कम हवा दे।

खिड़की के माध्यम से, यह सब इस तरह दिखता है:



फिर भी, यह अच्छा है Luminescence निश्चित रूप से देखा जा सकता है।

सुरक्षा के बारे में

चेतावनी! कोई घबराहट नहीं। जब किसी भी सामग्री को इलेक्ट्रॉनों के साथ विकिरणित किया जाता है, तो निरंतर एक्स-रे विकिरण एक ऊर्जा के साथ उत्पन्न होता है जो कि इलेक्ट्रॉन चार्ज के इलेक्ट्रॉन समय से अधिक नहीं होता है (उदाहरण के लिए, 30 केवी के लिए अधिकतम संभव विकिरण ऊर्जा 30 केवी है)। माइक्रोस्कोप कॉलम को फैक्ट्री में इस तरह से बनाया जाता है जैसे कि अंदर दिखने वाले सभी रेडिएशन को पूरी तरह से ढाल देता है। माइक्रोस्कोप एक विकिरण सुरक्षित उपकरण के रूप में प्रमाणित है।

स्तंभ का संशोधन जो मैंने ऊपर किया था (ऐक्रेलिक से बनी एक खिड़की) सैद्धांतिक रूप से ऑपरेटिंग परिस्थितियों के उल्लंघन और इस खिड़की के करीब होने के मामले में कुछ खतरा है।

मुझे यह पृष्ठ मिला (1990 के दशक के उत्तरार्ध में अनुभवी उदासीनता, जब ऐसे पृष्ठ पूर्णता की ऊंचाई थे), जो आपको विभिन्न सामग्रियों के माध्यम से विभिन्न ऊर्जाओं के एक्स-रे के प्रवेश की गणना करने की अनुमति देता है।

तो, हम चुनते हैं, सामग्री पीएमएमए है , मोटाई 5 मिमी है, और हम विभिन्न ऊर्जाओं के लिए अवशोषण का प्रतिशत मानते हैं।

8 केवी तक ऊर्जा के साथ विकिरण पूरी तरह से ऐक्रेलिक द्वारा अवशोषित (99.9%) है, लेकिन एक उच्च ऊर्जा के साथ विकिरण इस बाधा को दूर कर सकता है। उदाहरण के लिए, 30 केवी की ऊर्जा के साथ 70% विकिरण खिड़की से गुजरेंगे।

यह स्पष्ट है कि जब फॉस्फोर को 10 केवी से भी विकिरणित किया जाता है, तो हमें आउटपुट पर 10 केवी की ऊर्जा के साथ एक्स-रे प्राप्त होने की संभावना नहीं है, इसके लिए हमें एक बड़े पैमाने पर तांबे के एनोड को लगाने की आवश्यकता है। लेकिन, फिर भी, सुरक्षा कारणों से, मैंने वोल्टेज स्रोत को कैलिब्रेट किया, और कम समय के लिए 5 केवी से ऊपर के तेज वोल्टेज को चालू भी नहीं किया।

प्रयत्न क्रमांक 1. असफल

सब कुछ चालू - कुछ नहीं होता। ब्लॉक बीप करता है, गर्मी जारी है, कोई उत्सर्जन नहीं है। और इसलिए मैंने कोशिश की, और तरह की, ठीक है, कुछ भी नहीं। उन्होंने एक और चमक धारा जोड़ी। संदेह में रेंगना शुरू हो गया, और अगर फॉस्फोर चमक नहीं करता है तो क्या होगा? उसने वीडियो कैमरा के साथ देखा जब यह आंख के लिए अदृश्य सीमा में चमकता है। कोई बात नहीं।

प्रयास संख्या 2. फिर भी असफल

उन्होंने हवा में जाने दिया, अंतिम डायाफ्राम के धारक को हटा दिया, और वहां से एपर्चर के साथ प्लेट को मोड़ दिया। उन्होंने केवल एक धारक को व्यास में कई मिलीमीटर के छेद के साथ छोड़ दिया।
उन्होंने इलेक्ट्रॉन बंदूक को खोला, एक छोटा लाल लेजर लिया और बस "प्रकाश के माध्यम से" पूरे स्तंभ के माध्यम से यह पता लगाने के लिए चमकने लगे कि क्या यह समान है या नहीं।

यदि प्रकाश किरण पास नहीं होती है, तो इलेक्ट्रॉनिक निश्चित रूप से खो जाएगा। सौभाग्य से, दिशा का सटीक मिलान करते हुए, मैंने नीचे एक लाल बिंदु देखा। तो आप फिर से कोशिश कर सकते हैं!

लेकिन व्यर्थ में मैंने पिछली बार चमक की धारा बढ़ा दी। कुछ बिंदु पर, कैथोड इसे बर्दाश्त नहीं कर सका और चुपचाप काम करना बंद कर दिया।



उसके बाद, मैंने कैथोड असेंबली को JEOL K- प्रकार के कैथोड में संशोधित किया, जिसका उपयोग आधुनिक JEOL सूक्ष्मदर्शी में किया जाता है। पिछला एक अज्ञात माइक्रोस्कोप से था, और अधिक मैं इस तरह से नहीं आया था। मेरे पास दो और आरक्षित हैं, लेकिन वे इस सूक्ष्मदर्शी के बहुत खराब हैं।

प्रयास संख्या 3. सफलता

मैंने फिर से सब कुछ इकट्ठा किया, स्तंभ के सभी हिस्सों (बंदूक के कैथोड भाग का बाहरी उद्घाटन आवास, स्तंभ का मुख्य भाग, एक स्प्रिंग-लोड धातु प्लेट जिस पर स्तंभ स्थापित किया गया है और पूरे उच्च-वैक्यूम भाग में वाल्व के साथ बाहरी कैबिनेट, कैबिनेट - - यह सब विद्युत रूप से जुड़ा होना था) , साथ ही साथ उच्च-वोल्टेज बिजली आपूर्ति इकाई, एक्वैरियम शरीर और इस के साथ माइक्रोस्कोप से उच्च-वोल्टेज केबल के धातु ब्रैड को जोड़ते हैं)।

चालू करने के बाद क्या हुआ, वीडियो देखें:



भविष्य की कार्य योजना:

• चुंबकीय लेंस नियंत्रण सर्किट बनाते हैं
• एक विक्षेपण प्रणाली का प्रयास करें
• एक प्रेरित वर्तमान एम्पलीफायर बनाओ
• प्रेरित वर्तमान मोड में माइक्रोस्कोप से पहली तस्वीर प्राप्त करें :)
• पुनर्स्थापित करें और माध्यमिक इलेक्ट्रॉन डिटेक्टरों को जोड़ने और माध्यमिक इलेक्ट्रॉन मोड में एक तस्वीर पाने के लिए :)

मैं कैसे मदद कर सकता हूं

हर कोई जो परियोजना के साथ मदद करता है के लिए धन्यवाद। अगली श्रृंखला में मैं इस बारे में विस्तार से बात करूंगा कि परियोजना के कार्यान्वयन के लिए मुझे क्या मिला।

अधिकांश काम इलेक्ट्रॉनिक्स और डिटेक्टरों पर केंद्रित होंगे। लेकिन निकट भविष्य में मुझे फिर से धातु कौशल की आवश्यकता होगी।

यदि आपके पास धातुओं (स्टेनलेस स्टील, ड्यूरल्यूमिन और स्टील) और प्लास्टिक (plexiglass, और इस तरह) से अनावश्यक सूअर हैं जो आप ले सकते हैं - मैं आभारी रहूंगा। और धातु से संबंधित सब कुछ भी उपयोगी है।

विटन सील्स होना भी हमेशा उपयोगी होता है। छल्ले के कई आकार हैं जो मुझे नहीं मिल सकते हैं।

आपके समय के लिए धन्यवाद! अपने इंप्रेशन और प्रश्न साझा करें, मुझे सभी टिप्पणियों को पढ़ने में खुशी हो रही है। यदि आपने स्पष्ट रूप से कुछ कहा है - पूछें, मैं इसे पूरक करने का प्रयास करूंगा। मैं वीडियो पोस्ट करने की तुलना में लंबे ब्रेक के साथ लेख लिखता हूं, ताकि आप मेरे चैनल पर वीडियो से वास्तविक समय में माइक्रोस्कोप के साथ प्रगति के बारे में जान सकें।

अगली श्रृंखला में - इलेक्ट्रॉनिक्स, इमेज कैप्चर डिवाइस और थोड़ी प्रोग्रामिंग