Іонний проектор, автоіонний мікроскоп, безлінзовий іонно-оптичний прилад для здобуття збільшеного в декілька мільйонів разів зображення поверхні твердого тіла. З допомогою І. п. можна розрізняти деталі поверхні, розділені відстанями порядка 2—3, що дає можливість спостерігати розташування окремих атомів в кристалічній решітці. І. п. винайдений в 1951 німецьким ученим Е. Мюллером, який раніше створив електронний проектор .
Принципова схема І. і. показана на мал.(малюнок) 1. Позитивним електродом і одночасно об'єктом, поверхня якого зображається на екрані, служить вістря тонкої голки. Атоми (або молекули) газу, що заповнює внутрішній об'єм приладу, іонізуются в сильному електричному полі поблизу поверхні вістря, віддаючи йому свої електрони. Що виникли позитивні іони набувають під дією поля радіального (перпендикулярне поверхні вістря) прискорення, спрямовуються до флуоресціюючого екрану (потенціал якого негативний) і бомбардують його. Свічення кожного елементу екрану пропорційне щільності іонного струму, що приходить на нього. Тому розподіл свічення на екрані відтворює в збільшеному масштабі розподіл щільності виникнення іонів поблизу вістря. Масштаб збільшення m дорівнює відношенню радіусу екрану R до радіусу кривизни вістря r , m = R / r (чим тонше вістря, тим більше збільшення).
Вірогідність прямої іонізації газу в електричному полі опиняється значною, якщо на відстанях порядку розмірів атома (молекули) газу створюється падіння потенціалу порядку іонізаційного потенціалу цієї частки. Напруженість такого поля надзвичайно велика — від 2 до 6 в /, тобто (2—6)×10 8 в / см . Настільки сильне поле легко створити в поверхні вістря (на видаленні 5—10 від неї) при досить малому радіусі кривизни поверхні — від 100 до 1000 . Саме цим (поряд з прагненням до великих збільшень) обумовлено використання в І. п. зразка у вигляді тонкого вістря. Що відбувається в І. п. процес іонізації газу в сильному полі вістря носить назва автоіонізації.
Поблизу вістря електричне поле неоднорідний — над сходинками кристалічної решітки або окремими виступаючими атомами його локальна напруженість збільшується: на таких ділянках вірогідність автоіонізації вище і кількість іонів, що утворюються в одиницю часу, більше. На екрані ці ділянки відображуються у вигляді яскравих крапок. Іншими словами, утворення контрастного зображення поверхні визначається наявністю у неї локального мікрорельєфу. Іонний струм і, отже, яскравість і контрастність зображення зростають з підвищенням тиску газу, який в І. п., проте, зазвичай не перевищує приблизно 0,001 мм рт. ст .; при вищому тиску починається газовий розряд.
Роздільна здатність І. п. залежить головним чином від дотичних (відносно поверхні вістря) складових теплових швидкостей іонів і від напруженості нуля у вістря. На відміну від електронного проектора, в І. п. вплив дифракції на роздільну здатність відносно мало унаслідок значно більшої (в порівнянні з електронами) маси іонів. Далі, дозвіл І. п. істотно залежить від полярізуємості а атомів (або молекул) робочого газу; найбільш придатні для використання в І. п. гази з малою а (водень, гелій). Більшість часток газу досягають поверхні вістря, не зазнавши іонізації. При звичайних температурах вони потім покидають її, володіючи значними дотичними складовими швидкості. При охолоджуванні вістря до температури рідкого водню або азоту (20—78 До) нєїонізованниє молекули на деякий час «прилипають» до нього, втрачаючи свою кінетичну енергію. Їх іонізація відбувається після випару з вістря (для гелію на відстані » 5 від нього; локальний розподіл поля на такому видаленні від поверхні досить добре виявляє атомну структуру вістря, див.(дивися) мал.(малюнок) 2 ).
І. п. широко застосовується для дослідження атомної структури чистих металів і різних сплавів і її зв'язку з їх механічними властивостями; всіляких дефектів в кристалах, зокрема дислокацій і пошкоджень, викликаних радіоактивним опроміненням; впливи способів обробки, наприклад пластичних деформацій, на властивості матеріалів. З його допомогою вивчають процеси корозії, адсорбції і десорбції, властивості тонких плівок, обложених на поверхні металів. Зіставлення результатів досліджень в електронному проекторі і в І. п. дозволяє отримати значну інформацію електронних властивостях металів, сплавів і плівкових систем, надзвичайно важливу в сучасній електроніці. Ведуться роботи, що ставлять за мету вивчення з допомогою І. п. структури біологічних молекул.
Літ.: Мюллер Е., Автоіонна мікроскопія, «Успіхи фізичних наук», 1967, т. 92, в, 2, с. 293; Автоіонна мікроскопія, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1971.
