elektronografia

elektronografia

[gr. ḗlektron ‘bursztyn’, gráphō ‘piszę’],

zespół metod wykorzystujących dyfrakcję elektronów, stosowanych do badania struktury ciał, gł. ciał stałych krystalicznych i cząsteczek gazów.

Charakterystyczną cechą elektronów jest ich niezwykle silne oddziaływanie z materią. Dyfrakcja elektronów podlega ogólnym prawom dyfrakcji fal. Długość fali odpowiadającej elektronom zgodnie z zależnością de Broglie’a jest równa: λ = h/p (h — stała Plancka, p — pęd elektronu). W przypadku powolnych elektronów (o energii 10–1000 eV) długość fali jest porównywalna z zakresem długości fali promieniowania rentgenowskiego stosowanego w badaniach strukturalnych, w przypadku szybkich elektronów jest ona znacznie mniejsza. Intensywność rozpraszania elektronów na atomach jest kilkadziesiąt tys. razy większa niż promieniowania rentgenowskiego. Wiązka elektronów, uzyskana dzięki termoemisji lub emisji polowej (np. z rozżarzonego drutu wolframowego), jest przyśpieszana w polu elektr. i formowana przez przesłony i soczewki elektronowe. Wykorzystuje się gł. mikroskopy elektronowe transmisyjne i mikroskopy elektronowe skaningowe. E. jest dobrym narzędziem przede wszystkim do badania struktury powierzchni — intensywna dyfrakcja zachodzi już na kilku warstwach atomów. W badaniu litych materiałów konieczne jest przygotowanie bardzo cienkich preparatów, o grub. 1–100 nm, lub próbek mających postać cząstek o podobnych rozmiarach, osadzonych na amorficznej, bardzo cienkiej folii (najczęściej węglowej). W przypadku badania cząsteczek gazów wiązka elektronów jest kierowana na strumień gazu wypływającego z małej dyszy i rozpraszana na jego cząsteczkach. W ostatnim ćwierćwieczu XX w. rozwinęły się metody e. służące do bezpośredniego określania struktury kryształów (związków org. i nieorg.), uzupełniające metody krystalografii rentgenowskiej i stosowane gł. w przypadku bardzo małych kryształów (nanokryształy, cienkie warstwy, dwuwymiarowe kryształy org. i in.). Rozwój e. stał się możliwy dzięki coraz powszechniejszemu stosowaniu cyfrowej rejestracji obrazów, dyfrakcyjnych i mikroskopowych, dostarczającej gotowego zbioru danych dla specjalistycznych programów komputerowych oprac. (w ostatnim pięćdziesięcioleciu) przez krystalografów.