«Төменде өте көп орын бар» 1959 жылдың 29 желтоқсанында физика ғылымы бойынша 1965 жылы «Элементарлы бөлшектер физикасында терең салдары болған кванттық электродинамикадағы фундаментальды жұмыстары»

ауытқуын электрондық тығыздықтағы шашыраумен, ал үлкен бұрыштарға ауытқуын - ядромен байланыстырады. Тордың периодтық потенциалындағы шашырау жарықтандырғыш электрондык микроскопта дифракциялық көріністерді бақылау мүмкіндігін анықтайды. Сонымен қатар, кристалды затқа электромагниттік толқынмен өту валентті электрондардың (кристалиттің өлшемінен тәуелді 1-25 ЭВ, плазмонның түзілуі) немесе атом ядроларының (-0,1 эВ, фонондар) ұжымдық тербелуін тудырады, яғни ол материалдардың кристалдық және электрондық құрылысын зерттеуге мүмкіндік береді. Бірақ қазіргі кезде затта ұжымдық әрекеттесулерді зерттеу әдістері, тіпті сфералық аберрациялардың түзетілуімен жасалған қазіргі микроскоптарда электрондардың энергетикалық жоғалу спектрлерінің плазмондық бөлігін детектирлеу мүмкіндігімен шектеледі.

Валенттік және өткізгіштік зонасынан (екіншілік баяу электрондар,(<50 эВ) немесе ішкі терең деңгейлерден (екіншілік тез электрондар, 200 кэВ-ға дейін) сонымен қатар Оже-электрондар генерациясы мен рентгендік сәуле шығарудан электрондардың соқтығысын қосқанда, серпімсіз шашырау үдерістері буманың зерттелетін заттың электрондарымен өзара әрекеттесуімен анықталады. Осы құбылыстардың кез келгені сәйкес келетін датчик арқылы тіркеу үшін колданылуы мүмкін., Бұл электрондык микроскоптың негізгі артықшылықтарының бірі - әртүрлі детектордің сигналдарын қолдана отырып, көріністерді алу мүмкіндігімен байланысты, әдістің жоғары ақпараттылығын анықтайды. Сонымен, серпімсіз үдерістердің талдауы электрондардың энергетикалық жоғалу спектроскопиясының негізінде жатыр (ЕЕLS, еLесtrоn епегgy-loss-1055 sресtrоsсору). Алынған нәтижелер үлгінің сандық және сапалық химиялық кұрамын анықтауға мүмкіндік береді.

Растрлы электрондық микроскопия әдісінің бірі - рентгеноспектралды микроанализ. Сипаттамалык рентгендік сәуле шығару энергодисперсионды датчикпен (жартылай өткізгіш детекторымен) тіркелуі немесе рентген кристалдық спектрометр көмегімен талдануы мүмкін. Спектрометрде нақты энергияның рентгендік кванттары әртүрлі жазықтық аралық қашықтықтары бар кристалдар жиынтығының көмегімен ерекшеленеді және әдістің сезімталдығы мен “сигнал/шу” қатынасын бірнеше есеге жоғарлататын пропорционалды счетчикпен детектирленеді. Қазіргі кездегі спектрометрлерді қолдану үлгінің химиялық құрамының таралуы туралы көріністі салуға мүмкіндік береді.

Электрондық микроскоптың негізгі құраушы элементтері электрондардың көзі, оптикалық жүйе, апертуралы диафрагмалар және электрондардың детекторлары немесе сцинтилляциялық счетчиктер немесе жартылай өткізгіш детекторлардың негізінде үлгінің сипаттамалық сәуле шығаруы болып табылады. Электрондық микроскопияда электрондар көзі ретінде вольфрам және LаВ₆, немесе өрістік эмиссия негізінде термоэлектронды эмиссиясы бар катодтар қолданылады. Өрістікэмиссиясы бар катодтар карқындылығы бойынша термоэлектронды көздерден асып түседі (10 ⁶А/м ²салыстырғанда 10 ^10-мен), жарықтылық (10 ⁶А/м² стеррад салыстырғанда 10¹³-пен), монохроматтығы (1,5 эВ-пен салыстырғанда 0,3-ті), алайда жалпы эмиссияның қарқындылығы жағынан томен және буманың тұрактылығы әлдеқайда төмен.

Электрондық микроскоптың оптикалық жүйесі электромагнитті линзалармен көрсетілген. Бұлардың негізгі кемшілігі аз мөлшердегі апертурада байқалатын (жақсы оптикалық нысан үшін 0,95 пен салыстырғанда 0,1 ретте) өрістің біртекті емес болуы. Қазіргі оптикалық микроскоппен салыстырғанда 1,5 і-мен салыстырғанда, аз апертура сфералық абберациялардың туындауына және әдістің электрондардың толқын ұзындықтарының ~50-ге дейінгі максимал бөлінуінің төмендеуіне әкеледі. Бірақ осындай әлсіз линзаларды пайдалана отырып та, электронды микроскопия 0,1 нм-ге дейінгі бөлшектерді көруге және кристалдардағы жеке атомдарды ажыратуға мүмкіндік береді. Абберацияларды түзеудің тиімді әдістерін іздеу электронды микроскоптың ары қарай дамуын анықтайды. Қазіргі кезде секторлық электромагнитті линзалардың негізінде Св - түзегіші бар бірінші электрондық микроскоптар пайда болды. Бұл қондырғы аркылы 1-ге жақындаумен қатар, жеңіл атомдардарды, соның ішінде оттегі, көміртегі және литий атомдарын көруге мүмкіндік берді.

«Бөліну» терминін 1874 жылы классикалық нысандардың жағдайлары үшін бірінші болып Релей енгізді және жақын орналасқан нысандардың бір-бірінен анык бөліну қабілетімен ең басында байланысқан. Ары қарай шулардың және сәуле шығарудың үлесін қарастыру бұл анықтаманы нақтылауды талап етті. Бөліну көріністегі маңызды нүктелердің терминдерінде қарастырылуы мүмкін - үлгінің құрылысы туралы ақпаратты беретін, нақты кеңістікте электрондық толқынды микроскоп неғұрлым жақсы бейнелейтін болса, соғұрлым оның бөлінуі жоғары. Жоғары бөлу жақын нысандарды тек бөліп кана коймайды, сонымен қоса, ауыр атомдар бар кездегі жеңіл атомдардың бар екендігін бейнелеуге мүмкіндік береді. Бөлінуді жаксарту физикалық касиеттерді дәлірек өлшеуге әкеледі және жаңа эффектілерді табу мүмкіндігін анықтайды. Соңғы жылдары электрондық микроскопияның дамуы зерттеушілерге ірі масштабты ақауларды (дәннің шекаралары, дислокациялар) жалпы қарастырудан кристалдың элементар ұяшығын толығымен зерттеуге мүмкіндік берді. Сонымен қатар, қазіргі кездегі приборлар (абберациясы түзелген) ұяшық атомдары мен атомдық деңгейдегі периодты емес ақауларды бейнелеуге мүмкіндік береді.

Жақсы бөлу қабілеті (шамамен, 0,7 4) сканирлеуші көрінетін микроскоп режимінде жұмыс істейтін қазіргі кездегі көрінетін микроскоптарда (ЕЕІ Тиап 80-300) жүзеге асады.

Үлгі арқылы өткен электрондық шоқ ақырындап үлгіде шағыла отырып, орталык және сақиналы детекторге түседі де, көрініс түзеді. Көріністі тіркеу үшін осы уақытка дейін фотосезімтал пленкалар мен табақшалар қолданылған болса, қазіргі кезде сандық фотоаппараттардағыдай сандық матрица қолданылады.

Апертуралы диафрагма жалпы ағыннан орталык шокты кесіп алған кездегі шарттарда электрондық көріністер алынады (нөлінші ретті дифракциялық максимум). Олар жеке дәндер, фазалар және де басқа құрылымдық нысандардың пішіні мен өлшемі туралы ақпарат береді (2.3-сурет).

Электронограмма - аса жоғары ретті максимумдарды өткізу нәтижесіндегі нысанның дифракциялық көрінісі. Сәйкес өңдеулерден кейін ол жөнінде кристалдық тордың түрі, кеңістік аралық арақашықтық, кристаллиттердің бағыты және т.б. туралы айтуға болады. Оптикалық жүйедегі аздаған өзгерістер нысандарды ашық және сол сияқты қараңғы өрісте бақылауға мүмкіндік береді.