DALLA LENTE SOTTILE AL MICROSCOPIO ELETTRONICO IN TRASMISSIONE

Il potere risolutivo dell’occhio umano, ovvero la minima distanza tra due punti che ne permette una visione distinta, è circa 0,1- 0,2mm, se i due punti sono più vicini l’occhio non riesce a risolverli e vede quindi un’unica figura.

Un microscopio ottico moderno può raggiungere un potere risolutivo pari a 0,1- 0,2m corrispondente ad un ingrandimento di circa 1000x.

Ciò che limita la risoluzione di un microscopio ottico è, in ultima analisi, la lunghezza d’onda della luce usata per illuminare il campione.

Colore (10-6 m)

rosso 0,780 - 0,622

arancione 0,622 - 0,597

giallo 0,597 - 0,577

verde 0,577 - 0,492

azzurro 0,492 - 0,455

violetto 0,455 - 0,380

POTERE RISOLUTIVO

Una possibile soluzione:Microscopio elettronicoin Trasmissione, TEM

HREM

Percorso effettuato all’Università:Percorso effettuato all’Università:

Diffrazione da luce

Diffrazione da elettroni

Utilizzo del TEM per osservare la sezione di un

MOSFET

Funzionamento del TEM(microscopio elettronico in trasmissione)

Lente sottile

Lente sottile convergente

Microscopio ottico a proiezione

Figura 1. Microscopio a proiezione. F1 ed F2 rappresentano le intersezioni del piano focale con l’asse ottico (passante per il centro delle lenti) del microscopio.

Microscopio a proiezione: alcuni risultati

vm

h

Lunghezza d’onda di De Broglie associata agli elettroni:

Step 1: E k = eV Step 2: E k = (½ )mv2= (mv)2 /2m, quindi quantità di moto p=mv= √2mE k Step 3: λ = h / p

h=6.626 x10-34 Js= 4.14 x10-15eVse=-1.602 x10-19Cm(elettrone)=9.109 x10-31Kg

4kVλ= 0.03nm

Analogia ottica: reticolo quadrato ruotato attorno alla direzione di incidenza della luce

Elettroni da 200kVλ ~0.0025nm

Laser He-Ne λ ~630nm