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zeiss掃描電子顯微鏡
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本文目錄:
一、有沒有綜述性的文章,介紹掃描電鏡,場發(fā)射顯微鏡,原子力顯微鏡等
電子顯微鏡技術發(fā)展綜述
摘要:本文論述了電子顯微鏡的發(fā)展現(xiàn)狀及歷史,介紹了目前較為先進的數(shù)種電子顯微鏡的結(jié)構、原理以及其在生物學領域的應用情況,并對其在組織學研究中的應用進行探討。 關鍵詞:電子顯微鏡;組織學研究 引言:顯微技術是一門對于物質(zhì)微小區(qū)域進行化學成分分析、顯微形貌觀察、微觀結(jié)構測定的一門專門的顯微分析技術。20世紀30年代,透射電子顯微鏡(TEM)的發(fā)明標志著電子顯微技術的誕生,人們可以進一步地研究物質(zhì)的超微結(jié)構。電子顯微技術在普通光學顯微技術基礎上進一步拓寬了人們的觀測視野,在各個領域發(fā)揮了重要的作用,被廣泛應用于科學領域。在生物學研究領域,電子顯微技術推進了組織學,細胞生物學,分子生物學等學科的發(fā)展,因而具有不可替代的崇高地位。
一、電子顯微鏡技術
1.1電子顯微鏡的定義與組成 電子顯微鏡,簡稱電鏡,是根據(jù)電子光學原理,用電子束和電子透鏡代替光束和光學透鏡,使物質(zhì)的細微結(jié)構在非常高的放大倍數(shù)下成像的儀器[1]電子顯微鏡由鏡筒、真空裝置和電源柜三部分組成。鏡筒主要有電子源、電子透鏡、樣品架、熒光屏和探測器等部件,這些部件通常是自上而下地裝配成一個柱體。①電子透鏡:用來聚焦電子,是電子顯微鏡鏡筒中最重要的部件。一般使用的是磁透鏡,有時也有使用靜電透鏡的。它用一個對稱于鏡筒軸線的空間電場或磁場使電子軌跡向軸線彎曲形成聚焦,其作用與光學顯微鏡中的光學透鏡(凸透鏡)使光束聚焦的作用是一樣的,所以稱為電子透鏡。光學透鏡的焦點是固定的,而電子透鏡的焦點可以被調(diào)節(jié),因此電子顯微鏡不象光學顯微鏡那樣有可以移動的透鏡系統(tǒng)?,F(xiàn)代電子顯微鏡大多采用電磁透鏡,由很穩(wěn)定的直流勵磁電流通過帶極靴的線圈產(chǎn)生的強磁場使電子聚焦。②電子源:是一個釋放自由電子的陰極,柵極,一個環(huán)狀加速電子的陽極構成的。陰極和陽極之間的電壓差必須非常高,一般在數(shù)千伏到3百萬伏之間。它能發(fā)射并形成速度均勻的電子束,所以加速電壓的穩(wěn)定度要求不低于萬分之一。③樣品架:樣品可以穩(wěn)定地放在樣品架上。此外往往還有可以用來改變樣品(如移動、轉(zhuǎn)動、加熱、降溫、拉長等)的裝置。④探測器:用來收集電子的信號或次級信號。
1.2基本原理 不同類型的電子顯微鏡成像原理各有差異,但均是利用電磁場來偏轉(zhuǎn)、聚焦電子束,再依據(jù)電子與物質(zhì)作用的原理來研究物質(zhì)的構造。其中透射式電子顯微鏡產(chǎn)生的電子束經(jīng)聚光鏡會聚后均勻照射到試樣上的待觀察區(qū)域,入射電子與試樣物質(zhì)相互作用,由于試樣很薄,絕大部分電子穿透試樣,其強度分布與所觀察試樣區(qū)的形貌、組織、結(jié)構一一對應。投射出試樣的電子經(jīng)三級磁透鏡放大投射在觀察圖形的熒光屏上,熒光屏將電子強度分布轉(zhuǎn)化為人眼可見的光強分布,于是在熒光屏上顯出與試樣形貌、組織、結(jié)構相應的圖像。掃描電子顯微鏡(SEM)是聚焦電子束在線圈驅(qū)動下對試樣表面逐點柵網(wǎng)式掃描成像,成像信號為二次電子、背散射電子或吸收電子。二次電子信號被探測器收集轉(zhuǎn)換成電訊號,經(jīng)處理后得到反應試樣表面形貌的二次電子像。背散射電子成像反映樣品的元素分布,及不同相成分區(qū)域的輪廓。此外由于電子的德布羅意波長較短,分辨率比光學顯微鏡高的很多,可以達到0.1~0.2nm,放大倍數(shù)從幾萬到百萬倍。
1.3技術發(fā)展史 世界上第一臺電子顯微鏡(透射式電子顯微鏡(TEM))由德國科學家Ruska和Knoll于1931年研制成功。二戰(zhàn)后,Ruska繼續(xù)對TEM進行研究改進,并制造出了放大倍數(shù)在10萬倍以上的顯微鏡,并因此獲得了諾貝爾物理學獎。在TEM的基礎上,英國工程師Charles于1952年發(fā)明了世界上第一臺掃描電子顯微鏡(SEM)。掃描電鏡主要是針對具有高低差較大、粗糙不平的厚塊試樣進行觀察,因而在設計上突出了景深效果,一般用來分析斷口以及未經(jīng)人工處理的自然表面;而透射電鏡則突出的是高分辨率,使用透射電鏡觀察樣品能獲得高分辨率的超微結(jié)構圖像,在材料科學和生物學上應用較多,同時也是病理學上的診斷工具,該技術的關鍵是超薄切片的制備。在這以后場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)、場離子顯微鏡(FIM)、低能電子衍射(LEED)、俄歇譜儀(AES)、光電子能譜(ESCA)等相繼誕生,在各科學領域的研究中起重要作用。 1981年G.Binnig和H.Rohrer成功研制了世界上第一臺掃描隧道顯微鏡(STM),并因此獲得諾貝爾物理獎.它的出現(xiàn),使人類第一次能夠?qū)崟r地觀察單個原子在物質(zhì)表面的排列狀態(tài)和與表面電子行為有關的物理、化學性質(zhì),被國際科學界公認為80年代世界十大科技成就之一。掃描隧道顯微鏡(STM)是利用導體針尖與樣品之間的隧道電流,并用精密壓電晶體控制導體針尖沿樣品表面掃描,從而能以原子尺度記錄樣品表面形貌的新型儀器.其分辨率已達到1nm~2nm,用它可研究各種金屬、半導體和生物樣品的表面形貌,也可研究表面沉積、表面原子擴散、表面粒子的成核和生長,吸附和脫附等。 在STM出現(xiàn)以后,又陸續(xù)發(fā)展了一系列工作原理相似的新型顯微技術,包括原子力顯微鏡(AFM)、橫向力顯微鏡(LFM)等,這類基于探針對被測樣品進行掃描成像的顯微鏡統(tǒng)稱為掃描探針顯微鏡(SPM)。掃描探針顯微鏡是納米測量學、納米表征與測量方法中最重要最基本的手段。它能以原子級的探針和被測樣品表面作為工作的主要元件,在X和y兩個方向上完成探針與樣品之間的掃描,同時在Z方向的升降來模擬樣品表面的起伏。用探針與樣品間的相互作用所產(chǎn)生的物理量的數(shù)值隨樣品表面起伏的變化來達到觀察樣品表面形貌的目的。這種儀器分辨率高,橫向分辨率可達0.1nm,縱向分辨率可達0.01nm,可以直接觀察測定樣品的三維圖像,可以在大氣、真空甚至液體中,在高溫或低溫下進行觀測。檢測時可以不與樣品接觸,故不會損傷樣品,也不需要電子束照射,因而不會對樣品造成輻射損傷。
二、我國電子顯微鏡技術的發(fā)展 1958年,我國成功地研制了第一臺電子顯微鏡,1988年中國科學院白春禮和 姚俊恩研制出了我國的第一臺STM。[2] 2000年,中國電子顯微鏡學會統(tǒng)計中國大陸保有量不到2000臺,中國加入WTO后,經(jīng)濟大發(fā)展,科研教育以及產(chǎn)業(yè)構都在升級目前,我國電子顯微鏡市場每年以近百套的數(shù)量在增長,可以預期,在未來數(shù)年內(nèi)中國電子顯微鏡市場容量將居世界首位。 中國市場的電子顯微鏡,日本電子的市場占有率超過50%,排在首位。緊隨其后的是FEI(原飛利浦電鏡部)、日本日立(天美代理)、德國Carl Zeiss(原德國LEO)和日本島津。而在國產(chǎn)廠家方面,主要是中科科儀、南京江南光電和上海電子光學技術研究所,產(chǎn)品主要集中在低端的掃描電子顯微鏡市場。就市場總體情況而言,國產(chǎn)電鏡國內(nèi)市場占有率不足10%。由此可見我國國產(chǎn)電子顯微鏡還有較大幅度的提升空間。從種類上看掃描電鏡占目前中國電子顯微鏡總保有量的63.61%,透射電鏡則為36.39%,可見掃描電鏡在我國有著更為廣泛的用戶基礎。[3]
三、電子顯微鏡技術的未來發(fā)展趨勢
3.1遠程電子顯微鏡技術 自上世紀九十年代以來,隨著計算機技術和網(wǎng)絡技術的發(fā)展,遠程電子顯微鏡逐漸出現(xiàn),它可以將實驗室現(xiàn)場獲得的實時信息展現(xiàn)給遠端用戶,使其可以通過互聯(lián)網(wǎng)實時觀看樣品圖像,并遠程操作儀器來完成實驗。[4] 遠程電子顯微鏡技術的關鍵在于圖像的采集、壓縮和傳輸。在圖像采集方面,現(xiàn)在的電子顯微鏡已經(jīng)有了長足的進步。老式的電子顯微鏡多采用數(shù)碼相機和視頻采集卡來采集圖像,新式電子顯微鏡多采用VGA采集卡進行圖像采集并已成為未來發(fā)展趨勢。此外運用軟件來采集圖像的新方式也逐漸出現(xiàn)。早期,圖像的壓縮使用的是JPEG圖像壓縮法,即遠端用戶所見的是一系列獨立的靜態(tài)樣品圖像?,F(xiàn)在,隨著技術的發(fā)展,MPEG4和H.264等視頻壓縮算法被逐漸運用到了樣品圖像的壓縮?,F(xiàn)在,樣品圖像的傳輸主要通過TCP協(xié)議和UDP協(xié)議,但其占用帶寬過大,傳輸效果并不理想。為了改善傳輸性能,專門的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)“金字塔”式網(wǎng)絡傳輸模型以及專有傳輸網(wǎng)絡正在研究之中,同時這也是現(xiàn)階段遠程電子顯微鏡的改進方向。 1990年,Carl Zmola等人實現(xiàn)了對SEM的樣品圖像網(wǎng)絡傳輸,首次建立了遠程電鏡的樣品圖像實時傳輸系統(tǒng)。隨后,美國各大學相繼建立了各自的SEM遠程系統(tǒng)。樣品傳輸?shù)男芤灿辛碎L足進步,最初,在800Mb的光纖網(wǎng)絡中,樣品圖像的傳輸效能是每17秒傳送1幀。到了2000年,在1~2Mb的網(wǎng)絡中,樣品圖像的傳輸可以達到每秒傳送5幀。在技術上尚有很大程度的提升空間。 在中國,盡管各大院校及研究機構中有數(shù)千臺電子顯微鏡,但仍不能滿足日益增長的應用需求,因此遠程電子顯微鏡技術的研究對于中國是很有應用價值的。
3.2低溫電子顯微鏡技術 低溫電子顯微鏡技術是應用冷凍(物理)方法制備生物樣品并進行觀察的技術,因而在生物學組織學中的應用較為廣泛。與常規(guī)電鏡技術(化學方法)相比較,其可最大程度地維持樣品在生活時的生理狀態(tài),可運用于生物大分子的動態(tài)過程研究以及細胞核組織的三維結(jié)構分析。
3.3低溫電鏡下的三維重構技術 電子顯微鏡的三維成像技術是電子顯微和計算機完美結(jié)合的產(chǎn)物,它利用電子顯微鏡收集樣品的二維投影圖像,經(jīng)過計算機處理重構出樣品的三維空間結(jié)構。三維成像技術在生物學領域的應用十分廣泛,尤其體現(xiàn)在對蛋白質(zhì)的三維結(jié)構分析上。早期的三維成像技術主要使用重金屬鹽溶液對樣品進行染
二、詹森父子和誰分別發(fā)明了什么顯微鏡?
詹森父子研制了光學顯微鏡,恩斯特·魯斯卡研制了電子顯微鏡。
一、光學顯微鏡
光學顯微鏡是在1590年由荷蘭的詹森父子所首創(chuàng)。現(xiàn)在的光學顯微鏡可把物體放大1600倍,分辨的最小極限達波長的1/2。
二、電子顯微鏡
1、恩斯特·奧古斯特·弗里德里?!斔箍ǎǖ抡Z:Ernst August Friedrich Ruska,1906年12月25日-1988年5月27日),德國物理學家,電子顯微鏡的發(fā)明者,1986年獲諾貝爾物理學獎。
2、1931年,恩斯特·魯斯卡通過研制電子顯微鏡,使生物學發(fā)生了一場革命。這使得科學家能觀察到像百萬分之一毫米那樣小的物體。1986年他被授予諾貝爾獎。
擴展資料:
顯微鏡的歷史沿革:
1590年,荷蘭Z·Jansen(詹森)和意大利人的眼鏡制造者已經(jīng)造出類似顯微鏡的放大儀器。
1833年,Brown(布朗):在顯微鏡下觀察紫羅蘭,隨后發(fā)表他對細胞核的詳細論述。
1876年,Abbe(阿比):剖析影像在顯微鏡中成像時所產(chǎn)生的繞射作用,試圖設計出最理想的顯微鏡。
1886年,Zeiss(蔡司):打破一般可見光理論上的極限,他的發(fā)明--阿比式及其它一系列的鏡頭為顯微學者另辟一新的解像天地。
1930年,Lebedeff(萊比戴衛(wèi)):設計并搭配第一架干涉顯微鏡。另外由Zernicke(卓尼柯)在1932年發(fā)明出相位差顯微鏡。
1952年,Nomarski(諾馬斯基):發(fā)明干涉相位差光學系統(tǒng)。此項發(fā)明不僅享有專利權并以發(fā)明者本人命名之。
參考資料:百度百科-顯微鏡
三、顯微鏡的發(fā)展史?
早在公元前一世紀,人們就已發(fā)現(xiàn)通過球形透明物體去觀察微小物體時,可以使其放大成像。后來逐漸對球形玻璃表面能使物體放大成像的規(guī)律有了認識。
1590年,荷蘭和意大利的眼鏡制造者已經(jīng)造出類似顯微鏡的放大儀器。
1611年
Kepler(克卜勒):提議復合式顯微鏡的制作方式。
1665年
Hooke(胡克):「細胞」名詞的由來便由虎克利用復合式顯微鏡觀察植物的木栓組織上的微小氣孔而得來的。
1674年
Leeuwenhoek(列文胡克):發(fā)現(xiàn)原生動物學的報導問世,并于九年后成為首位發(fā)現(xiàn)「細菌」存在的人。
1833年
Brown(布朗):在顯微鏡下觀察紫羅蘭,隨后發(fā)表他對細胞核的詳細論述。
1838年
Schlieden and Schwann(施萊登和施旺):皆提倡細胞學原理,其主旨即為「有核細胞是所有動植物的組織及功能之基本元素」。
1857年
Kolliker(寇利克):發(fā)現(xiàn)肌肉細胞中之線粒體。
1876年
Abbe(阿比):剖析影像在顯微鏡中成像時所產(chǎn)生的繞射作用,試圖設計出最理想的顯微鏡。
1879年
Flrmming(佛萊明):發(fā)現(xiàn)了當動物細胞在進行有絲分裂時,其染色體的活動是清晰可見的。
1881年
Retziue(芮祖):動物組織報告問世,此項發(fā)表在當世尚無人能凌駕逾越。然而在20年后,卻有以Cajal(卡嘉爾)為首的一群組織學家發(fā)展出顯微鏡染色觀察法,此舉為日后的顯微解剖學立下了基礎。
1882年
Koch(寇克):利用苯安染料將微生物組織進行染色,由此他發(fā)現(xiàn)了霍亂及結(jié)核桿菌。往后20年間,其它的細菌學家,像是Klebs 和 Pasteur(克萊柏和帕斯特)則是藉由顯微鏡下檢視染色藥品而證實許多疾病的病因。
1886年
Zeiss(蔡氏):打破一般可見光理論上的極限,他的發(fā)明--阿比式及其它一系列的鏡頭為顯微學者另辟一新的解像天地。
1898年
Golgi(高爾基):首位發(fā)現(xiàn)細菌中高爾基體的顯微學家。他將細胞用硝酸銀染色而成就了人類細胞研究上的一大步。
1924年
Lacassagne(蘭卡辛):與其實驗工作伙伴共同發(fā)展出放射線照相法,這項發(fā)明便是利用放射性釙元素來探查生物標本。
1930年
Lebedeff(萊比戴衛(wèi)):設計并搭配第一架干涉顯微鏡。另外由Zernicke(卓尼柯)在1932年發(fā)明出相位差顯微鏡,兩人將傳統(tǒng)光學顯微鏡延伸發(fā)展出來的相位差觀察使生物學家得以觀察染色活細胞上的種種細節(jié)。
1941年
Coons(昆氏):將抗體加上螢光染劑用以偵測細胞抗原。
1952年
Nomarski(諾馬斯基):發(fā)明干涉相位差光學系統(tǒng)。此項發(fā)明不僅享有專利權并以發(fā)明者本人命名之。
1981年
Allen and Inoue(艾倫及艾紐):將光學顯微原理上的影像增強對比,發(fā)展趨于完美境界。
1988年
Confocal(共軛焦)掃描顯微鏡在市場上被廣為使用。
四、顯微鏡是誰發(fā)明的
顯微鏡是誰發(fā)明的:列文虎克
安東尼列文虎克(,1632年10月24日1723年8月26日),荷蘭顯微鏡學家、微生物學的開拓者,生卒均于荷蘭代爾夫特。由于勤奮及本人特有的天賦,他磨制的透鏡遠遠超過同時代人。他的放大透鏡以及簡單的顯微鏡形式很多,透鏡的材料有玻璃、寶石、鉆石等。其一生磨制了400多個透鏡,有一架簡單的透鏡,其放大率竟達270倍。其主要成就:首次發(fā)現(xiàn)微生物,最早紀錄肌纖維、微血管中血流。
顯微鏡簡介
顯微鏡是由一個透鏡或幾個透鏡的組合構成的一種光學儀器,是人類進入原子時代的標志。主要用于放大微小物體成為人的肉眼所能看到的儀器。顯微鏡分光學顯微鏡和電子顯微鏡:光學顯微鏡是在1590年由荷蘭的詹森父子所首創(chuàng)?,F(xiàn)在的光學顯微鏡可把物體放大1600倍,分辨的最小極限達波長的1/2,國內(nèi)顯微鏡機械筒長度一般是160毫米,其中對顯微鏡研制,微生物學有巨大貢獻的人為列文虎克、荷蘭籍。
顯微鏡發(fā)明過程
顯微鏡是人類20世紀最偉大的發(fā)明物之一。在它發(fā)明出來之前,人類關于周圍世界的觀念局限在用肉眼,或者靠手持透鏡幫助肉眼所看到的東西。
顯微鏡把一個全新的世界展現(xiàn)在人類的視野里,人們第一次看到了數(shù)以百計的新的微小動物和植物,以及從人體到植物纖維等各種東西的內(nèi)部構造。顯微鏡還有助于科學家發(fā)現(xiàn)新物種,有助于醫(yī)生治療疾病。
最早的顯微鏡是16世紀末期在荷蘭制造出來的。發(fā)明者是亞斯詹森,荷蘭眼鏡商,或者另一位荷蘭科學家漢斯利珀希,他們用兩片透鏡制作了簡易的顯微鏡,但并沒有用這些儀器做過任何重要的觀察。
后來有兩個人開始在科學上使用顯微鏡。第一個是意大利科學家伽利略。他通過顯微鏡觀察到一種昆蟲后,第一次對它的復眼進行了描述。第二個是荷蘭亞麻織品商人列文虎克(1632年-1723年),他自己學會了磨制透鏡。他第一次描述了許多肉眼所看不見的微小植物和動物。
1931年,恩斯特魯斯卡通過研制電子顯微鏡,使生物學發(fā)生了一場革命。這使得科學家能觀察到像百萬分之一毫米那樣小的物體。1986年他被授予諾貝爾獎。
顯微鏡分類
顯微鏡以顯微原理進行分類可分為偏光顯微鏡、光學顯微鏡與電子顯微鏡和數(shù)碼顯微鏡。
偏光顯微鏡
偏光顯微鏡(Polarizingmicroscope)是用于研究所謂透明與不透明各向異性材料的一種顯微鏡,在地質(zhì)學等理工科專業(yè)中有重要應用。凡具有雙折射的物質(zhì),在偏光顯微鏡下就能分辨的清楚,當然這些物質(zhì)也可用染色法來進行觀察,但有些則不可用,而必須利用偏光顯微鏡。反射偏光顯微鏡是利用光的偏振特性對具有雙折射性物質(zhì)進行研究鑒定的必備儀器,可供廣大用戶做單偏光觀察,正交偏光觀察,錐光觀察。
光學顯微鏡
通常皆由光學部分、照明部分和機械部分組成。無疑光學部分是最為關鍵的,它由目鏡和物鏡組成。早于1590年,荷蘭和意大利的眼鏡制造者已經(jīng)造出類似顯微鏡的放大儀器。光學顯微鏡的種類很多,主要有明視野顯微鏡(普通光學顯微鏡)、暗視野顯微鏡、熒光顯微鏡、相差顯微鏡、激光掃描共聚焦顯微鏡、偏光顯微鏡、微分干涉差顯微鏡、倒置顯微鏡。
電子顯微鏡
電子顯微鏡有與光學顯微鏡相似的基本結(jié)構特征,但它有著比光學顯微鏡高得多的對物體的放大及分辨本領,它將電子流作為一種新的光源,使物體成像。自1938年Ruska發(fā)明第一臺透射電子顯微鏡至今,除了透射電鏡本身的性能不斷的提高外,還發(fā)展了其他多種類型的電鏡。如掃描電鏡、分析電鏡、超高壓電鏡等。結(jié)合各種電鏡樣品制備技術,可對樣品進行多方面的結(jié)構或結(jié)構與功能關系的深入研究。顯微鏡被用來觀察微小物體的圖像。常用于生物、醫(yī)藥及微小粒子的觀測。電子顯微鏡可把物體放大到200萬倍。
臺式顯微鏡,主要是指傳統(tǒng)式的顯微鏡,是純光學放大,其放大倍率較高,成像質(zhì)量較好,但一般體積較大,不便于移動,多應用于實驗室內(nèi),不便外出或現(xiàn)場檢測。
便攜式顯微鏡
便攜式顯微鏡,主要是近幾年發(fā)展出來的數(shù)碼顯微鏡與視頻顯微鏡系列的延伸。和傳統(tǒng)光學放大不同,手持式顯微鏡都是數(shù)碼放大,其一般追求便攜,小巧而精致,便于攜帶;且有的手持式顯微鏡有自己的屏幕,可脫離電腦主機獨立成像,操作方便,還可集成一些數(shù)碼功能,如支持拍照,錄像,或圖像對比,測量等功能。
數(shù)碼液晶顯微鏡,最早是由博宇公司研發(fā)生產(chǎn)的,該顯微鏡保留了光學顯微鏡的清晰,匯集了數(shù)碼顯微鏡的強大拓展、視頻顯微鏡的直觀顯示和便攜式顯微鏡的簡潔方便等優(yōu)點。
掃描隧道顯微鏡
掃描隧道顯微鏡亦稱為掃描穿隧式顯微鏡、隧道掃描顯微鏡,是一種利用量子理論中的隧道效應探測物質(zhì)表面結(jié)構的儀器。它于1981年由格爾德賓寧(G.Binning)及海因里希羅雷爾(H.Rohrer)在IBM位于瑞士蘇黎世的蘇黎世實驗室發(fā)明,兩位發(fā)明者因此與恩斯特魯斯卡分享了1986年諾貝爾物理學獎。
它作為一種掃描探針顯微術工具,掃描隧道顯微鏡可以讓科學家觀察和定位單個原子,它具有比它的同類原子力顯微鏡更加高的分辨率。此外,掃描隧道顯微鏡在低溫下(4K)可以利用探針尖端精確操縱原子,因此它在納米科技既是重要的測量工具又是加工工具。
STM使人類第一次能夠?qū)崟r地觀察單個原子在物質(zhì)表面的排列狀態(tài)和與表面電子行為有關的物化性質(zhì),在表面科學、材料科學、生命科學等領域的研究中有著重大的意義和廣泛的應用前景,被國際科學界公認為20世紀80年代世界十大科技成就之一。
發(fā)展歷史
早在公元前一世紀,人們就已發(fā)現(xiàn)通過球形透明物體去觀察微小物體時,可以使其放大成像。后來逐漸對球形玻璃表面能使物體放大成像的規(guī)律有了認識。
1590年,荷蘭ZJansen(詹森)和意大利人的眼鏡制造者已經(jīng)造出類似顯微鏡的放大儀器。
1611年,Kepler(克卜勒):提議復合式顯微鏡的制作方式。
1665年,RHooke(羅伯特胡克):「細胞」名詞的由來便由胡克利用復合式顯微鏡觀察軟木的木栓組織上的微小氣孔而得來的。
1674年,AVLeeuwenhoek(列文虎克):發(fā)現(xiàn)原生動物學的報導問世,并于九年后成為首位發(fā)現(xiàn)「細菌」存在的人。
1833年,Brown(布朗):在顯微鏡下觀察紫羅蘭,隨后發(fā)表他對細胞核的詳細論述。
1838年,SchliedenandSchwann(施萊登和施旺):皆提倡細胞學原理,其主旨即為「有核細胞是所有動植物的組織及功能之基本元素」。
1857年,Kolliker(寇利克):發(fā)現(xiàn)肌肉細胞中之線粒體。
1876年,Abbe(阿比):剖析影像在顯微鏡中成像時所產(chǎn)生的繞射作用,試圖設計出最理想的顯微鏡。
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79年,F(xiàn)lrmming(佛萊明):發(fā)現(xiàn)了當動物細胞在進行有絲分裂時,其染色體的活動是清晰可見的。
1881年,Retziue(芮祖):動物組織報告問世,此項發(fā)表在當世尚無人能凌駕逾越。然而在20年后,卻有以Cajal(卡嘉爾)為首的一群組織學家發(fā)展出顯微鏡染色觀察法,此舉為日后的顯微解剖學立下了基礎。
1882年,Koch(寇克):利用苯安染料將微生物組織進行染色,由此他發(fā)現(xiàn)了霍亂及結(jié)核桿菌。往后20年間,其它的細菌學家,像是Klebs和Pasteur(克萊柏和帕斯特)則是藉由顯微鏡下檢視染色藥品而證實許多疾病的病因。
1886年,Zeiss(蔡司):打破一般可見光理論上的極限,他的發(fā)明--阿比式及其它一系列的鏡頭為顯微學者另辟一新的解像天地。
1898年,Golgi(高爾基):首位發(fā)現(xiàn)細菌中高爾基體的顯微學家。他將細胞用硝酸銀染色而成就了人類細胞研究上的一大步。
1924年,Lacassagne(蘭卡辛):與其實驗工作伙伴共同發(fā)展出放射線照相法,這項發(fā)明便是利用放射性釙元素來探查生物標本。
1930年,Lebedeff(萊比戴衛(wèi)):設計并搭配第一架干涉顯微鏡。另外由Zernicke(卓尼柯)在1932年發(fā)明出相位差顯微鏡,兩人將傳統(tǒng)光學顯微鏡延伸發(fā)展出來的相位差觀察使生物學家得以觀察染色活細胞上的種種細節(jié)。
1941年,Coons(昆氏):將抗體加上螢光染劑用以偵測細胞抗原。
1952年,Nomarski(諾馬斯基):發(fā)明干涉相位差光學系統(tǒng)。此項發(fā)明不僅享有專利權并以發(fā)明者本人命名之。
1981年,AllenandInoue(艾倫及艾紐):將光學顯微原理上的影像增強對比,發(fā)展趨于完美境界。
1988年,Confocal(共軛焦)掃描顯微鏡在市場上被廣為使用。
數(shù)碼顯微鏡
數(shù)碼顯微鏡是將精銳的光學顯微鏡技術、先進的光電轉(zhuǎn)換技術、液晶屏幕技術完美地結(jié)合在一起而開發(fā)研制成功的一項高科技產(chǎn)品。從而,我們可以對微觀領域的研究從傳統(tǒng)的普通的雙眼觀察到通過顯示器上再現(xiàn),從而提高了工作效率。
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