1.2.1 Краткое введение в историю
Луи Де Бройль (1925) теоретически впервые предсказал, что электроны имеют волновую природу с длиной волны намного меньше длины волны видимого света. Затем две группы исследований Давидсон и Гермер, а также Томсон и Рейд, в 1927 году, независимо осуществили классические эксперименты по электронной дифракции, которые демонстрировали волновую природу электронов. Это не заняло много времени для осуществления идеи об электронном микроскопе, и этот термин был впервые использован в статье Кнолла и Руска (1932). В этой статье они практически осуществили идею о электронном микроскопе и продемонстрировали электронные картины полученные на электронном микроскопе. Это было решающим шагом в развитии ПЭМ, за которые Руска получил нобелевскую премию в 1986 году, незадолго до своей смерти в 1988. Всего за год после публикации статьи Кнолла и Руска разрешение светового микроскопа было превышено. Руска, на удивление, рассказал, что он не слышал об идее де Бройля о волновой природе электронов, и думал, что предел определяемый длиной волны не применим к электронам. Некоторое представление о силе прорыв Руска является тот факт, что коммерческие ПЭМ были впервые разработаны только 4 года спустя. Metropolitan-Vickers EM1 был первым таким инструментом и был построен в Великобритании в 1936 году. Однако, этот микроскоп работал не очень хорошо и стабильно, поэтому производство коммерческих ПЭМ созданные Siemens и Halske, реально начались в Германии в 1939 году. ПЭМ стали широко доступны из ряда других источников (Hitachi, JEOL, Philips, RCA и некоторые другие) после завершения Второй Мировой войны.
Для материаловедов наиболее значимая разработка в ПЭМ произошла в середине 1950 года, когда Боллман в Нидерландах и Хирш с сотрудниками в Кембридже, в Великобритании, усовершенствовали технику электронной микроскопии тонких металлических фольг. В добавление, Кембриджская группа во главе с Хиршем, разработали теорию электронно-микроскопического контраста, на основе которой мы можем идентифицировать, достаточно часто даже числено, все известные линейные и планарные дефекты в картинах ПЭМ. Эти работы были обобщены в книге, которую часто называют "Библией" ПЭМ (Hirsch и соавт., 1977). Для материаловедов практические применения ПЭМ для решения проблемы материалы были начаты в впервые в США Томасом и четко изложено в его книге. Другие книги ориентированные на материаловедов, в частности ориентированные на студент впервые встречающихся с электронной микроскопией были написаны Эдингтоном.
На сегодняшний день, ПЭМ представляют собой, возможно, самый эффективный и универсальный инструмент для исследования и характеризации материалов в пространственном диапазоне от атомного масштаба, на нано-уровне (от <1 нм до 100 нм), и вплоть до уровня микрометра и более.
