Forskellen mellem elektronmikroskop, atomkraftmikroskop og scanning tunneling mikroskop
en. 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 skæres i tynde skiver.
(3) Prøven kan translateres og roteres i et tredimensionelt rum i prøvekammeret, så prøven kan observeres fra forskellige vinkler.
(4) Dybdeskarpheden er stor, og billedet er fuld af tredimensionalitet. Dybdedybden af scanningselektronmikroskopet er hundredvis af gange større end det optiske mikroskops og snesevis af gange større end transmissionselektronmikroskopets.
(5) Billedets forstørrelsesområde er bredt, og opløsningen er relativt høj. Det kan forstørres ti gange til hundredtusindvis af gange, og det omfatter dybest set forstørrelsesområdet fra forstørrelsesglas, optisk mikroskop til transmissionselektronmikroskop. Opløsningen er mellem optisk mikroskop og transmissionselektronmikroskop, op til 3nm.
(6) Skaden og kontamineringen af prøven med elektronstrålen er relativt lille.
(7) Mens morfologien observeres, kan andre signaler fra prøven også bruges til mikrokomponentanalyse.
2. Atomic Force Mikroskop
Atomic Force Microscope (AFM), et analytisk instrument, der kan bruges til at studere overfladestrukturen af faste materialer, herunder isolatorer. Den studerer overfladestrukturen og egenskaberne af stoffer ved at detektere den ekstremt svage interatomiske interaktion mellem overfladen af prøven, der skal testes, og et miniature kraftfølsomt element. Den ene ende af et par mikrocantilever følsomme over for svag kraft er fikseret, og den lille spids af den anden ende er tæt på prøven. På dette tidspunkt vil det interagere med det, og kraften vil få mikrocantileveren til at deformere eller ændre dens bevægelsestilstand. Når du scanner prøven, skal du bruge sensoren til at detektere disse ændringer, og kraftfordelingsinformationen kan opnås for at opnå information om overfladetopografistrukturen og information om overfladeruhed med nanometeropløsning.
Atomkraftmikroskopi har mange fordele i forhold til scanningselektronmikroskopi. I modsætning til elektronmikroskoper, som kun giver todimensionelle billeder, giver AFM'er ægte tredimensionelle kort over overflader. Samtidig kræver AFM ikke nogen særlig behandling af prøven, såsom kobberplettering eller carbonplettering, som kan forårsage irreversibel skade på prøven. For det tredje skal elektronmikroskoper fungere under højvakuumforhold, mens atomkraftmikroskoper kan fungere godt under normalt tryk og endda i flydende miljøer. Dette kan bruges til at studere biologiske makromolekyler og endda levende biologiske væv. Sammenlignet med scanning tunneling mikroskop (Scanning Tunneling Microscope) har atomic force mikroskop bredere anvendelighed, fordi det kan observere ikke-ledende prøver. Scanningskraftmikroskopet, som er meget brugt i videnskabelig forskning og industri, er baseret på atomkraftmikroskopet.
3. Scanning tunneling mikroskop
① Scanning-tunnelmikroskop med høj opløsning har rumlig opløsning på atomniveau, dets laterale rumlige opløsning er 1, og dets langsgående opløsning er 0.1.
② Scanningstunnelmikroskopet kan direkte detektere prøvens overfladestruktur og kan tegne et tredimensionelt strukturbillede.
③ Scanning tunneling mikroskop kan detektere strukturen af stof i vakuum, atmosfærisk tryk, luft og endda opløsning. Da der ikke er nogen højenergielektronstråle, er der ingen destruktiv effekt på overfladen (såsom stråling, varmeskader osv.), så den kan studere strukturen af biologiske makromolekyler og levende cellemembranoverflader under fysiologiske forhold, og prøver vil ikke blive beskadiget og forblive intakte.
④ Scanningshastigheden af scanningstunnelmikroskopet er hurtig, tiden til at opnå data er kort, og billeddannelsen er også hurtig, så det er muligt at udføre dynamisk forskning i livsprocesser.
⑤ Det behøver ikke nogen linse og er lille i størrelsen. Nogle mennesker kalder det "lommemikroskop".
