Forskelle mellem elektronmikroskop, atomkraftmikroskop og scanning tunneling mikroskop
Karakteristika ved scanningselektronmikroskop Sammenlignet med optisk mikroskop og transmissionselektronmikroskop har scanningselektronmikroskop følgende egenskaber:
(1) Prøvens overfladestruktur kan observeres direkte, og prøvens størrelse kan være så stor som 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(2) Prøveforberedelsesprocessen er enkel og behøver ikke at blive skåret i skiver.
(3) Prøven kan oversættes og roteres i tre dimensioner i prøverummet, så prøven kan observeres fra forskellige vinkler.
(4) dybdeskarpheden er stor, og billedet er fuld af tredimensionel sans. Dybdedybden af et scanningselektronmikroskop er flere hundrede gange større end for et optisk mikroskop og snesevis af gange større end det for transmissionselektronmikroskop.
(5) Billedet har et bredt forstørrelsesområde og høj opløsning. Det kan forstørres ti gange til hundredtusindvis af gange, hvilket grundlæggende omfatter forstærkningsområdet fra forstørrelsesglas, optisk mikroskop til transmissionselektronmikroskop. Opløsningen er mellem optisk mikroskop og transmissionselektronmikroskop, som kan nå 3nm.
(6) Elektronstrålen har mindre skade og forurening af prøven.
(7) Mens vi observerer morfologien, kan vi også bruge andre signaler fra prøven til mikroområdesammensætningsanalyse.
atomkraftmikroskop
Atomic Force Microscope (AFM) er et analytisk instrument, der kan bruges til at studere overfladestrukturen af faste materialer inklusive isolatorer. Den studerer stoffets overfladestruktur og egenskaber ved at detektere den ekstremt svage interatomiske interaktion mellem overfladen af prøven, der skal testes, og et mikrokraftfølsomt element. Den ene ende af et par mikro-cantilevers, som er ekstremt følsomme over for svag kraft, er fikseret, og den lille nålespids i den anden ende er tæt på prøven. På dette tidspunkt vil det interagere med dem, og kraften vil få mikro-cantileverne til at deformere eller ændre deres bevægelsestilstand. Ved scanning af prøven kan kraftfordelingsinformationen opnås ved at bruge sensoren til at detektere disse ændringer for at opnå information om overflademorfologistruktur og overfladeruhedsinformation med nanometeropløsning.
Sammenlignet med scanningselektronmikroskop har atomkraftmikroskop mange fordele. I modsætning til elektronmikroskopet, som kun kan give todimensionelle billeder, giver AFM rigtige tredimensionelle overfladekort. Samtidig behøver AFM ikke nogen særlig behandling på prøven, såsom kobberplettering eller carbonplettering, hvilket vil forårsage irreversibel skade på prøven. For det tredje skal elektronmikroskopet fungere i højvakuum, og atomkraftmikroskopet kan fungere godt under normalt tryk og endda i flydende miljø. Dette kan bruges til at studere biologiske makromolekyler og endda levende biologiske væv. Sammenlignet med Scanning Tunneling Microscope har atomic force-mikroskop bredere anvendelighed, fordi det kan observere ikke-ledende prøver. På nuværende tidspunkt er scanningskraftmikroskopet, der er meget udbredt i videnskabelig forskning og industri, baseret på atomkraftmikroskop.
STM
① Det højopløselige scanningstunnelmikroskop har den rumlige opløsning på atomniveau, med den horisontale rumlige opløsning på L og den vertikale opløsning på 0.1.
(2) Scanning tunnelmikroskop kan direkte detektere overfladestrukturen af prøver og tegne tredimensionelle strukturelle billeder.
③ Scanning tunneling mikroskop kan detektere strukturen af stof i vakuum, normalt tryk, luft og endda opløsning. Fordi der ikke er nogen højenergielektronstråle, har den ingen destruktiv effekt på overfladen (såsom stråling, termiske skader osv.), så den kan studere overfladestrukturen af biologiske makromolekyler og levende cellemembraner under fysiologiske forhold, og prøver vil ikke blive beskadiget og forblive intakte.
(4) Scanning tunneling mikroskop har fordelene ved hurtig scanningshastighed, kort dataopsamlingstid og hurtig billeddannelse, så det er muligt at udføre dynamisk forskning i livsprocesser.
⑤ Det behøver ikke nogen linse, og det er lille i størrelsen. Nogle mennesker kalder det et "lommemikroskop".
