Ada ruang hampa udara, katoda dimasukkan, kolom dibersihkan, tegangan tinggi disuplai, dan bahkan kontrol dari komputer dilakukan. Tetap hanya untuk melihat berkas elektron dan mencoba karya lensa magnetik.
Tapi pertama-tama, saya akan bercerita tentang piring dari bahan yang tidak diketahui: ketika saya sedang membersihkan kolom, saya menemukan piring aneh dari zat mengkilap, sangat rapuh di ruang kunci, di tempat terpencil. Di mana mikroskop ini berdiri sebelum sampai ke saya, dan apa yang mereka lihat, tidak diketahui.
Disarankan bahwa ini adalah silikon. Apa yang terjadi pada akhirnya dan kemajuan apa yang dicapai dalam mikroskop elektron dalam tiga minggu - di bawah kucing.
Ketika saya pergi ke VacuumTechExpo tahun lalu, saya dikejutkan oleh stan produsen mikroskop elektron
Tescan dari Ceko. Ada mikroskop pemindaian modern dengan emisi lapangan dalam kondisi kerja dan siapa pun dapat merekam dan melihat sampel mereka (spesialis yang diperlukan hadir).
Mikroskop kerja kedua yang dipresentasikan di pameran (secara umum adalah AnalystExpo, tetapi biasanya disatukan) adalah desktop
Phenom .
Yang paling menarik, kedua mikroskop yang disajikan dilengkapi dengan alat analisis, yang memungkinkan tidak hanya untuk melihat struktur permukaan oleh elektron sekunder dan untuk membandingkan bahan secara komparatif (dengan elektron yang dipantulkan, saya jelas tunjukkan dalam video), tetapi juga untuk mengetahui komposisi unsur permukaan sampel.
Metode ini disebut:
Zat apa pun akan bercahaya di bawah sinar elektron. Ini semua tentang energi balok, dan panjang gelombang radiasi yang diinduksi. Tetapi hal yang paling menarik adalah bahwa setiap elemen memiliki spektrum emisi sendiri-sendiri, yang sering kali masuk ke kisaran x-ray (disebut radiasi
karakteristik ). Tapi, misalnya, fosfor lampu
DRL 250 , yang saya gunakan sebagai layar sensitif untuk penyesuaian, juga bersinar dalam rentang optik - berwarna merah. Fenomena ini disebut
cathodoluminescence.Dengan menganalisis radiasi karakteristik, seseorang dapat menentukan komposisi unsur sampel pada setiap titik yang dipilih.
Ada metode lain yang disebut
spektroskopi x-ray dispersif gelombang (WDS). Ini memiliki resolusi spektral yang lebih tinggi, tetapi pada suatu waktu mendeteksi hanya panjang gelombang tertentu, yang sebelumnya disetel.
Ini memungkinkan Anda untuk mendapatkan gambar dari konten hanya elemen tertentu dalam sampel, sementara EDS, walaupun memiliki resolusi lebih rendah, memungkinkan Anda untuk mendapatkan informasi tentang semua elemen. Sebagai contoh, kami mengatur detektor WDS untuk panjang gelombang emisi kalsium, dan kami mendapatkan gambar hitam dan putih: warna hitam di mana tidak ada kalsium, dan putih di mana itu.
Dia memasukkan sampelnya ke dalam tas dan pergi ke VacuumTechExpo beberapa jam sebelum ditutup. Apa yang ada di sana - saya usulkan untuk melihat video. Kami memfilmkan seluruh proses: bagaimana kami melihat sampel di bawah mikroskop, melakukan analisis unsur, dan menemukan apa yang terkandung di dalamnya. Dan pada saat yang sama kami berkeliling pameran dan melihat berbagai pameran.
Elektron gratis
Kami kembali ke mikroskop kami. Terakhir kali, kami menguji semua komponen dan kondisi yang diperlukan untuk memastikan emisi termionik dari katoda dan untuk mendapatkan seberkas elektron bebas pada tegangan percepatan yang berbeda.
Tetapi Anda perlu entah bagaimana "melihatnya", setidaknya kira-kira. Tidak masuk akal untuk melakukan pemindaian dan deteksi segera. Karena saya tidak tahu sama sekali apakah lensa magnetik bekerja, dan sumbu optik mikroskop diatur "oleh mata". Omong-omong, ini sudah cukup sukses, karena lensa kondensor sangat condong ke samping dan tidak diperbaiki oleh stop yang dapat diatur sesuai kebutuhan (mis. jika saya belum menyentuh kolom, tidak akan ada yang terjadi).
Cara yang jelas untuk melakukan penyesuaian kasar perangkat adalah dengan meletakkan substansi di atas panggung yang akan menyala dalam rentang optik ketika dibombardir oleh elektron. Dan cobalah untuk mengontrol lensa, tegangan tinggi, cahaya katoda, perpindahan silinder Venelt. Dan, tentu saja, buat jendela agar Anda bisa menonton.
Fosfor
Saya mulai mencari fosfor yang cocok terlebih dahulu. Dia meminta semua orang membantu proyek, sebagai akibatnya menerima dua barang utuh.
Yang pertama adalah tabung CRT kecil dengan layar persegi panjang tanpa pistol elektron dan tanpa ruang hampa. Saya ingin melihat dari layar itu, tetapi teman saya meminta saya untuk meninggalkannya sebagai barang koleksi langka (diletakkan di rak di belakang kaca). Setelah ditanya, itu berarti berharga.
Yang kedua adalah tabung penuh dari osiloskop tua, yang telah lama rusak.
Kami hampir melihatnya dengan “dremel” tepat setelah membuka osiloskop, tetapi memutuskan untuk menunggu dan melakukannya dalam kondisi yang lebih nyaman. Idenya sederhana - untuk membuat lubang kecil di mana tabung diisi dengan udara tanpa kerusakan umum, dan kemudian memotong layar depan dengan abrasif, dan memasukkannya ke dalam mikroskop.
Pikiran lain datang, bahkan lebih sederhana. Saya sudah harus bereksperimen dengan mengeluarkan bohlam luar dari lampu DRL 250 untuk mendapatkan sumber cahaya UV dengan panjang gelombang 250 nm. Jelas bahwa fosfor tereksitasi oleh radiasi UV, bukan elektron, dan pertanyaan besarnya adalah apakah ia akan bersinar dari elektron. Saya mencari komposisinya, saya tidak dapat menemukan jawaban yang pasti (fosfor yang berbeda digunakan, tetapi saya masih memiliki lampu buatan Soviet). Tapi, saya menulis di awal artikel bahwa semuanya bersinar di bawah sinar elektron. Karena itu, peluang keberhasilannya besar.
Digergaji, taruh di dalam mikroskop.
Dia menutup kembali port besar kolom, untuk pengamatan hanya ada jendela buatan kecil di atasnya. Jendela ini terbuat dari kaca akrilik, tebal sekitar 5 mm. Sayangnya, ketika saya biasa mencari aseton yang bocor, saya tidak sengaja menyemprotkannya, dan transparansi optik dari permukaan luar langsung memburuk. Juga, saya harus melumasi dengan lapisan tipis minyak vakum tinggi, sehingga akan membiarkan udara masuk lebih sedikit.
Melalui jendela, semuanya terlihat seperti ini:
Meski begitu, itu bagus. Pendaran pasti bisa diperhatikan.
Tentang keamanan
PERHATIAN! Jangan panik. Ketika setiap bahan diiradiasi dengan elektron, radiasi sinar-X terus-menerus muncul dengan energi yang tidak melebihi tegangan percepatan dikalikan dengan muatan elektron (misalnya, untuk 30 kV energi radiasi maksimum yang mungkin adalah 30 keV). Kolom mikroskop dibuat di pabrik sedemikian rupa untuk sepenuhnya melindungi semua radiasi yang muncul di dalamnya. Mikroskop disertifikasi sebagai perangkat yang aman radiasi.Modifikasi kolom yang saya buat di atas (jendela yang terbuat dari akrilik) secara teoritis menimbulkan beberapa bahaya jika terjadi pelanggaran kondisi operasi dan berada di dekat jendela ini.
Saya menemukan
halaman ini (setelah mengalami nostalgia pada akhir 1990-an, ketika halaman-halaman tersebut adalah puncak kesempurnaan), yang memungkinkan Anda menghitung penetrasi sinar-X dari berbagai energi melalui berbagai bahan.
Jadi, kami memilih, materialnya adalah
PMMA , ketebalan 5 mm, dan kami mempertimbangkan persentase penyerapan untuk berbagai energi.
Radiasi dengan energi hingga 8 keV sepenuhnya diserap (99,9%) oleh akrilik, tetapi radiasi dengan energi yang lebih tinggi dapat mengatasi penghalang ini. Misalnya, 70% radiasi dengan energi 30 keV akan melewati jendela.
Jelas bahwa ketika fosfor diiradiasi bahkan 10 kV, kita tidak mungkin menerima sinar-x dengan energi 10 keV pada output, untuk ini kita perlu menempatkan anoda tembaga besar di sana. Tetapi, bagaimanapun, untuk alasan keamanan, saya mengkalibrasi sumber tegangan, dan bahkan tidak menyalakan tegangan percepatan di atas 5 kV untuk periode waktu yang singkat.
Percobaan No. 1. Tidak berhasil
Semuanya menyala - tidak ada yang terjadi. Blok berbunyi bip, panas menyala, tidak ada emisi. Jadi saya mencoba, dan agak, tidak ada. Dia menambahkan arus cahaya lain. Keraguan mulai merayap masuk, dan bagaimana jika fosfor tidak bersinar? Dia melihat dengan kamera video kalau-kalau itu bersinar dalam kisaran yang tidak terlihat oleh mata. Tidak ada
Percobaan nomor 2. Masih gagal
Dia membiarkan udara, melepas dudukan diafragma terakhir, dan memutar pelat dengan lubang dari sana. Dia hanya meninggalkan dudukan dengan lubang berdiameter beberapa milimeter.
Dia membuka senjata elektron, mengambil laser merah kecil dan mulai bersinar "melalui cahaya" melalui seluruh kolom untuk mencari tahu apakah itu sama atau tidak.
Jika sinar tidak lulus, maka yang elektronik pasti akan hilang. Untungnya, dengan tepat mencocokkan arah, saya melihat titik merah di bawah. Jadi kamu bisa coba lagi!
Tetapi sia-sia saya meningkatkan cahaya saat ini terakhir kali. Pada titik tertentu, katoda tidak tahan dan diam-diam berhenti bekerja.
Setelah itu, saya memodifikasi rakitan katoda menjadi katoda tipe-JEOL, yang digunakan dalam mikroskop JEOL modern. Yang sebelumnya berasal dari mikroskop yang tidak dikenal, dan lebih lagi saya tidak menemukan itu. Saya punya dua cadangan lagi, tetapi mereka sangat tidak cocok untuk mikroskop ini.
Percobaan nomor 3. Sukses
Saya merakit semuanya lagi, membuat sambungan listrik berkualitas tinggi dan dapat diandalkan ke semua bagian kolom (rumah bukaan eksternal dari bagian katoda pistol, bagian utama kolom, pelat logam pegas tempat kolom dipasang dan seluruh bagian vakum tinggi dengan katup, kabinet - semua ini harus dihubungkan secara elektrik , serta menghubungkan bumi dari unit catu daya bertegangan tinggi, badan akuarium dan kepang logam kabel tegangan tinggi dari mikroskop dengan ini).
Apa yang terjadi setelah dihidupkan, lihat video:
Rencana kerja masa depan:
- membuat sirkuit kontrol lensa magnetik
- coba sistem defleksi
- membuat penguat arus induksi
- dapatkan gambar pertama dari mikroskop dalam mode terinduksi saat ini :)
- pulihkan dan sambungkan detektor elektron sekunder dan dapatkan gambar dalam mode elektron sekunder :)
Bagaimana saya bisa membantu
Banyak terima kasih kepada semua orang yang membantu proyek ini. Dalam seri berikutnya saya akan berbicara secara rinci tentang apa yang saya dapatkan untuk implementasi proyek.
Sebagian besar pekerjaan akan fokus pada elektronik dan detektor. Tetapi dalam waktu dekat saya juga perlu menerapkan kembali keterampilan pengerjaan logam.
Jika Anda memiliki babi yang tidak perlu dari logam (stainless steel, duralumin dan baja) dan plastik (plexiglass, dan sejenisnya) yang dapat Anda ambil - saya akan berterima kasih. Dan segala sesuatu yang berhubungan dengan pengerjaan logam juga berguna.
Itu juga selalu berguna untuk memiliki segel Viton. Ada beberapa ukuran cincin yang tidak bisa saya temukan.
Terima kasih untuk waktu anda! Bagikan kesan dan pertanyaan Anda, saya senang membaca semua komentar. Jika Anda tidak jelas menyatakan sesuatu - tanyakan, saya akan mencoba untuk menambahnya. Saya menulis artikel dengan waktu istirahat yang lebih lama daripada yang saya posting video, sehingga Anda dapat belajar tentang kemajuan dengan mikroskop secara real time dari video di
saluran saya .
Dalam seri berikutnya - elektronik, perangkat pengambilan gambar dan sedikit pemrograman