कृत्रिम रंगों में एक मक्खी की आंख की इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी स्कैनिंग

सभी को शुभ दिन। मैं अपनी राय में, एक दिलचस्प तस्वीर साझा करना चाहूंगा, जो मैंने अपने विश्वविद्यालय की प्रयोगशालाओं में बनाई थी। यह एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप द्वारा कब्जा की गई मक्खी की आंख है और फिर एक कृत्रिम रंग में बदल जाती है। नीचे मैं संक्षेप में बताऊंगा कि स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी क्या है और यह छवि कैसे प्राप्त की गई थी। तस्वीर बड़ी है, इसलिए मैंने इसे कट के नीचे रख दिया, केवल यहां एक टुकड़ा छोड़ दिया।




के साथ शुरू करने के लिए, SEM क्या है - स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी। यदि आप विस्तार से पढ़ना चाहते हैं, तो इस विषय पर रूसी विकिपीडिया का एक अच्छा लेख है , इसके अलावा अंग्रेजी लेख को देखना अच्छा होगा। लेकिन संक्षेप में, स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी, या, जैसा कि संभवतः इसे कॉल करने के लिए अधिक सही होगा, रास्टर इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी एक अपेक्षाकृत सरल चीज है। इलेक्ट्रोमैग्नेटिक लेंस द्वारा केंद्रित इलेक्ट्रॉनों का एक बीम नमूना को स्कैन करता है - प्राचीन सीआरटी टीवी की तरह, एक स्क्रीन जिसमें फॉस्फोर के साथ लेपित स्कैन किया गया था। उच्च वोल्टेज के कारण - (1-30 kV के क्रम के ऑपरेटिंग वोल्टेज), इलेक्ट्रॉनों में उच्च ऊर्जा होती है, और जब एक नमूने पर बमबारी होती है, तो बहुत सी चीजें वहां होती हैं। लेकिन सबसे महत्वपूर्ण बात दो चीजें हैं: माध्यमिक इलेक्ट्रॉनों को खटखटाया जाता है और जिन पर आप बमबारी करते हैं, वे प्रतिबिंबित होते हैं - उन्हें बैकस्कैटरेड इलेक्ट्रॉन कहा जाता है। द्वितीयक इलेक्ट्रॉन वे होते हैं जो कंडक्शन बैंड में नमूने में डगमगाते हैं और उन्हें खटखटाते हैं आमतौर पर मुश्किल नहीं था। इस तथ्य के कारण कि उनकी ऊर्जा इतनी बड़ी नहीं है, लेकिन उन्हें पूरी मात्रा में खटखटाया जाता है, जहां स्कैनिंग इलेक्ट्रॉनों की किरण पहुंचती है, नमूना से केवल निकट-सतह परत का चयन किया जाता है। यहां से - नमूना की सतह की स्थलाकृति के बारे में जानकारी। बैक-परिलक्षित - में उच्च ऊर्जा होती है, और, एक नियम के रूप में, उनकी संख्या बिखरने वाले केंद्रों पर निर्भर करती है - भारी \ _ जितना बड़ा कोर, उतना ही बेहतर यह दर्शाता है। इसलिए, बैक-परिलक्षित इलेक्ट्रॉनों को एक पूरे के रूप में ले जाता है, सामग्री के बड़े पैमाने पर विपरीत के बारे में जानकारी (मुझे यकीन नहीं है कि यह सही रूसी शब्द है)। दूसरे शब्दों में, यह Z- कंट्रास्ट है, जहां Z नाभिक का परमाणु संख्या \ द्रव्यमान है।

चूंकि बैकस्कैटरेड इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा अधिक होती है, इसलिए वे पूरे वॉल्यूम को छोड़ देते हैं जो एक स्कैनिंग बीम के प्रभाव में होता है, जो माध्यमिक इलेक्ट्रॉनों की तुलना में कम रिज़ॉल्यूशन देता है।

फिर इन सभी इलेक्ट्रॉनों को एक या दूसरे डिटेक्टर द्वारा एकत्र किया जाता है, जो प्रत्येक स्कैन बिंदु के लिए इलेक्ट्रॉनों की तीव्रता के बारे में जानकारी देता है। यह बिना कहे चला जाता है कि परिणामी छवि काली और सफेद है।

अब सवाल है - मैं इस तरह की छवि कैसे सजा सकता हूं? बेशक, आप फ़ोटोशॉप में मैन्युअल रूप से कर सकते हैं, जैसा कि कल्पना अनुमति देती है, या बस छवि को एक रंग मोनोक्रोम में बदल देती है, लेकिन बेहतर तरीके हैं।

ऊपर यह तस्वीर वास्तव में तीन शॉट्स का एक संयोजन है। इन चित्रों को अलग-अलग त्वरित वोल्टेज पर लिया गया था - 10, 20, 30 केवी। इस मामले में, सामग्रियों का बिखराव और चिंतनशील विशेषताएं थोड़ी अलग हैं। यही है, छवियों के संयोजन से, हम न केवल स्थलाकृति पर डेटा प्राप्त करते हैं, बल्कि यह भी देखते हैं कि हमारे पास कुछ अलग सामग्री कहां है - यह बिल्कुल जेड-कंट्रास्ट नहीं है, क्योंकि विभिन्न चरणों में एक ही सामग्री एक अलग तस्वीर दे सकती है, लेकिन अभी तक ...

फिर सब कुछ सरल है - रंगीन छवि बनाने के लिए आरजीबी चैनलों में से प्रत्येक काले और सफेद छवि का उपयोग किया गया था। यदि आप नोटिस करते हैं - अलग-अलग त्वरित वोल्टेज के साथ मक्खी पर एंटेना विभिन्न कोणों पर विचलन करते हैं, जिससे रंग कलाकृतियां बनती हैं।

नमूने के विभिन्न भागों के बीच अलग-अलग कंट्रास्ट प्राप्त करने का एक और तरीका एक बैक-परिलक्षित इलेक्ट्रॉन डिटेक्टर का उपयोग करना है, जिसमें ऐसे सेक्टर हैं जिन्हें यादृच्छिक क्रम में स्विच किया जा सकता है। इलेक्ट्रॉन के साथ बैक-रिफ्लेक्टेड और सेकेंडरी डिटेक्टर से सिग्नल को जोड़कर, आप कृत्रिम रंगों में चित्र भी बना सकते हैं। जैसे ही मुझे उचित मंजूरी मिलेगी मैं इन सुविधाओं का उपयोग करके कुछ और शॉट्स लेने की कोशिश करूंगा।

नमूना कैसे तैयार किया गया था इसके बारे में थोड़ा - हम अक्सर प्रदर्शन और प्रशिक्षण उद्देश्यों के लिए किसी प्रकार का कीट लेते हैं, इसे एक चिपचिपा कार्बन टेप पर चिपकाते हैं (वैसे, यह निचले दाएं कोने में दिखाई देता है), इसे धातु की एक पतली परत के साथ कवर करें और इसे बिल्लियों के रूप में उपयोग करें, पर जिसे आप प्रशिक्षित कर सकते हैं। ऐसी तस्वीरें विशेष वैज्ञानिक मूल्य की नहीं हैं, लेकिन आप स्कूली बच्चों को भ्रमण पर दिखा सकते हैं या उन्हें दीवार पर लटका सकते हैं।

क्यों चढ़ाना? खैर, मक्खी गैर-प्रवाहकीय है। कल्पना करें कि हर सेकंड कितने इलेक्ट्रॉनों पर यह स्ट्रीमिंग हो रही है - उन्हें कहीं और निकालने की आवश्यकता है, और यह सोने या प्लैटिनम की पतली (~ 5nm) परत के साथ कवर किया गया है।

यह संक्षिप्त भ्रमण समाप्त करता है - यदि आपके कोई प्रश्न हैं, तो लिखें।
आप उन चित्रों को देख सकते हैं जिन्हें मैं अपने विश्वविद्यालय के ब्लॉग पर पोस्ट करता हूं, लेकिन वे विकिपीडिया पर उतने दिलचस्प नहीं हैं।

PS फोटो पूर्ण आकार में है, यह बहुत अधिक दिखाता है - आप इसे एक नई विंडो में पूर्ण आकार में खोल सकते हैं।