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

Электрондық микроскоп - нанобөлшектердің морфологиялық ерекшеліктері мен құрылымдық элементтерін, оларды «айқындауға» электрондарды пайдалана отырып, зерттеудің хабарландыратын тәсілі болып табылады. Бұл әдіс нысандардың қатты үлкейтілген көріністерін алуға мүмкіндік береді. Толқын ұзындығы электрондардың жылдамдығынан және сәйкесінше, үдетуші кернеуден тәуелді болып келеді. Үдетуші кернеу көп болған сайын, соғұрлым электрондардың жылдамдығы көп болады, яғни бөлінуі жоғары. Электрондық микроскопта кристалдардағы жеке атомдарды ажыратуға мүмкіндік беретін 0,17 нм шамасында болатын бөлу қабілетінің шегін алуға болады. Электрондық микроскоптың үш негізгі түрі бар: жарықтандырғыш электронды микроскоп, растрлы немесе сканирлеуші электрондық микроскоп, растрлы туннельді микроскоп. Микроскоптарды бұл үш түрі әртүрлі типтегі материалдардың құрылымын зерттеуде бірін-бірі толықтырып тұрады.

Қазіргі кезде наноматериалдарды зерттеуге арналған негізгі қондырғы болып табылатын электрондық микроскопияның даму тарихы бұдан 19 мың жыл бұрын бастау алды. Ол кезде У.Р. Гамильтон жарық сәулелерінің оптикалық біртекті емес ортада және күш өрістеріндегі бөлшектердің траекториясының арасындағы ұқсастықты бекітті. Ал, кейінірек Луи де Бройль корпускулалықтолқындық теорияны қорытып шығарды. Электрондардың де Бройль толқын ұзындығының тым аз болуы, оптикалық микроскоптарға тән сипаттама алынатын ақпарат шегі мен көру аймағын бірнеше есе үлкейтуге мүмкіндік беретін электронды микроскопты ойлап табудың нышаны болды. Яғни, электромагниттік өрісте жылдамдатылған (10-300 кВ) электронның толқын ұзындығын көрінетін жарықтың толқын ұзындығымен 400-700 нм салыстырғанда 1-100 нм-ді құрайды. Алғашқы электромагниттік линзаны жасаған және остік симметриялық өрістің фокустеу қасиетін зерттеген Х. Буш 1926 жылы электрондық-сәулелі оптикалық приборлардың физикалық негізін салды. 1928 жылы неміс ғалымдары М. Кнолл және Э. Руск бірінші жарық түсіретін жарықтандырғыш электрондық микроскопты жасау үшін жобамен жұмыс істеуді бастады және үш жылдан кейін электрондық шоққа шоғырланған нысанның бірінші көрінісі алынды. Он жылдан кейін (1937 жылы) М. фон Арденне жіңішке электрондық шоқ арқылы үлгілерді тізбекті түрде сканирлеу принципі бойынша жұмыс істейтін растрлы электрондық микроскопты шығарды. 1960 жылдың ортасына таман электрондық микроскоптар жоғары техникалық жетістіктерге жетті. Осының нәтижесінде бұл микроскоптар ғылыми-зерттеулерде көптеген қолданысқа ие болды.

Электрондық шоқ затпен әрекеттескенде бірнеше сәуле шығару (2.2-сурет) болады, яғни екіншілік және шағылысқан электрондар; нысаннан өткен электрондар (егер, олар жіңішке болса); рентген сипаттамалық және тежеуші сәуле шығару; жылулық сәуле шығару және т.б. Сәуле шығарудың әрбір түрі электрон мен атомдық тордың әрекеттесуінің түрімен анықталады. Зерттелетін нысандар өте жіңішке (<100 нм) болса ,мысалы, көрінетін электрондық микраскоп кезінде көптеген электрондар үлгіден өтеді және аз ғана бұрышқа ауытқиды.Шашырау серпімді және серпімсіз болып екіге бөлінеді. Алайда шашырау ешқашан нақ серпімді болмайтындықтан, шашырауды серпімді және серпімсіз деп бөлу - жеткілікті шартты болып келеді. Серпімді соқтығысулар кезінде электронның козғалу бағыты өзгереді және ол кезде оның энергиясы тұракты болып қалады. Шашыраудың табиғатына байланысты оқшауланған атомдағы шашырау және кристалдық тордың периодтық потенциалындағы шашырау болып бөлінеді. Шашыраудың бірлік актісі үшін электрон траекториясының аз ғана бұрышқа