تلسكوپ ديد ما را نسبت به جهان تغيير داد و منجر به تئوري هاي كيهان شناختي شد كه از پژوهش هاي مرتبط با ذرات بنيادي حمايت مي كرد. ولي ميكروسكوپ به خاطر كمك به درك مواد بيجان و موجودات زنده و سطح عنصري آنها به همان ميزان مهم بوده است. در ابتدا اين تجهيزات براساس كانوني كردن نور مرئي كار مي كردند ولي در طول 50 سال گذشته شكل هاي ديگري از تشعشع استفاده شده است. در بين اينها الكترونها به خاطر امكان تصوير برداري مستقيم تا سطح اتمي بيشتر موفق بوده اند.

هدف اين كتاب معرفي مفاهيم ميكروسكوپي الكترون و توضيح برخي از اصول فيزيكي مربوط به دوره كارشناسي است. اين كتاب از واحد درسي يك ترم در دانشگاه آلبرتا آغاز شده است و طوري طراحي شده است كه نشان دهد چگونه اساس الكتريسته و مغناطيس، نورشناسي و فيزيك مدرن ( كه در سالهاي اول يا دوم آموخته شده) براي توسعه تجهيزاتي استفاده شده اند كه كاربرد زيادي در علم، پزشكي و مهندسي دارند. پيدا كردن كتابي درسي براي اين واحد همواره مسئله بوده است. بيشتر كتابهاي ميكروسكوپي الكترون، دانشجويان غير متخصص را پوشش مي دهند، يا به جاي اصول ابتدائي، روي مهارت هاي عملي متمركز هستند. در طول سالها اين واحد درسي در بين واحدهاي مورد علاقه عمومي ارايه شده به دانشجويان بسيار مشهور شد. بهتر است كه فكر كنيم در دسترس بودن اين كتاب ممكن است معرفي واحدهاي درسي مشابه در ساير انستيتوها را آسان كند.

در موقع نوشتن كتاب، ميكروسكوپي الكترون به طور روزمره در صنعت نيمه هادي براي آزمايش دستگاههايي با ابعاد زير ميكرون استفاده مي شد. همچنين نانو تكنولوژي ، هم براي شناسايي و هم براي ساخت از پرتو الكتروني استفاده مي كند. شايد كتابي در مورد اصول ميكروسكوپ الكتروني عبوري و روبشي براي مهندسان و دانشمنداني كه از اين ابزارها استفاده مي كنند، مفيد باشد.

كتاب «اصول فيزيكي ميكروسكوپي الكتروني مقدمه اي بر AEM,SEM,TEM » در 222 صفحه و به قيمت 5 هزار تومان به چاپ رسيده است.

مقدمه................................................................................................................ 7

پيشگفتار مترجمان.............................................................................................. الف

پيشگفتار مؤلف................................................................................................... ج

فصل اول – مقدمه اي بر ميكروسكوپي............................................................... 1

1-1- محدوديتهاي چشم انسان................................................................................ 2

1-2- ميكروسكوپ نوري........................................................................................... 5

1-3- ميكروسكوپ پرتوي ايكس................................................................................. 9

1-4- ميكروسكوپ الكتروني عبوري............................................................................ 12

1-5- ميكروسكوپ الكتروني روبشي........................................................................... 18

1-6- ميكروسكوپ الكتروني روبشي عبوري................................................................. 22

1-7- ميكروسكوپ الكتروني تجزيه اي......................................................................... 24

1-8- ميكروسكوپ پروبي روبشي.............................................................................. 24

فصل دوم – نورشناسي الكتروني........................................................................ 31

2-1- ويژگيهاي تصوير ايده ال..................................................................................... 31

2-2- تصويربرداري با نور........................................................................................... 34

2-3- تصويربرداري با الكترونها.................................................................................... 38

2-4- ويژگيهاي كانوني عدسي مغناطيسي نازك.......................................................... 46

2-5- مقايسه ي عدسي هاي مغناطيسي و الكتروستاتيك............................................. 49

2-6- معايب عدسي هاي الكتروني............................................................................ 50

فصل سوم – ميكروسكوپ الكتروني عبوري......................................................... 63

3-1- تفنگ الكتروني............................................................................................... 63

3-2- شتاب دهي الكترون ها.................................................................................... 73

3-3- سيستم عدسي متمركز كننده.......................................................................... 77

3-4- محفظه نمونه................................................................................................. 83

3-5- سيستم تصويربرداري ميكروسكوپ الكتروني عبوري............................................... 85

فصل چهارم – تصاوير و نمونه هاي ميكروسكوپ الكتروني عبورري....................... 101

4-1- سينماتيك پراكندگي........................................................................................ 102

4-2- پراكندي الكترون – الكترون................................................................................. 104

4-3- ديناميك پراكندگي........................................................................................... 105

4-4-كنتراست پراكندگي نمونه هاي آمورف.................................................................. 109

4-5- كنتراست پراكندگي نمونه هاي پلي كريستالي..................................................... 115

4-6- تصاوير ميدان تاريك.......................................................................................... 117

4-7- الگوي پراش الكترون......................................................................................... 119

4-8- كنتراست پراش تك كريسال............................................................................... 122

4-9- كنتراست فازي در ميكروسكوپ الكتروني عبوري.................................................... 125

4-10- تهيه ي نمونه ي ميكروسكوپ الكتروني عبوري.................................................... 130

فصل پنجم – ميكروسكوپ الكتروني روبشي........................................................ 137

5-1- اصول عملكرد ميكروسكوپ الكتروني روبشي........................................................ 137

5-2- نفوذ الكترون ها به درون جامد............................................................................ 141

5-3- تصاوير الكترون ثانويه........................................................................................ 144

5-4- تصاوير الكترون برگشتي.................................................................................... 151

5-5- مدل هاي تصويربرداري ديگر ميكروسكوپ الكتروني روبشي...................................... 154

5-6- شرايط كاري ميكروسكوپ الكتروني روبشي.......................................................... 159

5-7- تهيه نمونه ي ميكروسكوپ الكتروني روبشي........................................................ 164

5-8- ميكروسكوپ الكتروني روبشي محيطي............................................................... 166

5-9- ليتوگرافي پرتو الكتروني.................................................................................... 168

فصل ششم – ميكروسكوپي الكتروني تجزيه اي................................................. 171

6-1- مدل اتمي بور................................................................................................. 171

6-2- طيف سنجي نشر پرتو ايكس............................................................................ 175

6-3- طيف سنجي تفكيك انرژي پرتو X....................................................................... 178

6-4- آناليز كمي در ميكروسكوپ الكتروني عبوري......................................................... 183

6-5- آناليز كمي در ميكروسكوپ الكتروني رويشي........................................................ 184

6-6- طيف سنجي تفكيك طول موج پرتو X.................................................................. 185

6-7- مقايسه اي آناليزهاي XWDS و XEDS و............................................................... 187

6-8- طيف سمچي الكترون اوژه................................................................................ 189

6-9- طيف سنجي اتلاف انرژي الكترون....................................................................... 190

فصل هفتم – پيشرفت هاي اخير......................................................................... 195

7-1- ميكروسكوپي الكتروني عبوري روبشي............................................................... 195

7-2- تصحيح نقص.................................................................................................. 198

7-3- تك رنگ كننده هاي پرتو الكتروني....................................................................... 200

7-4- هولوگرافي الكتروني........................................................................................ 202

7-5- ميكروسكوپي مرتبط با زمان.............................................................................. 207

ضميمه – مشتقات رياضي................................................................................... 209

الف – 1 – اثر شاتكي.............................................................................................. 209

الف – 2 – پارامتر برخورد در پراكندگي رادرفورد.............................................................. 210

مراجع.................................................................................................................. 213