Forskellen mellem et elektronmikroskop, et atomkraftmikroskop og et scanningstunnelmikroskop
I. Karakteristika ved scanningselektronmikroskop Sammenlignet med optisk mikroskop og transmissionselektronmikroskop har scanningselektronmikroskop følgende egenskaber:
(i) evnen til direkte at observere strukturen af prøveoverfladen, prøvens størrelse kan være så stor som 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(ii) Prøveforberedelsesprocessen er enkel, uden at skulle skæres i tynde skiver.
(iii) Prøven kan translateres og roteres i tre graders mellemrum i prøvekammeret, så prøven kan observeres fra forskellige vinkler.
(iv) Dybdeskarpheden er stor, og billedet er rigt på tredimensionel forstand. Dybdedybden af SEM er hundredvis af gange større end for optisk mikroskop og titusvis af gange større end transmissionselektronmikroskop.
(E) billedforstørrelsesområdet er bredt, opløsningen er også relativt høj. Kan forstørres et dusin gange til hundredtusindvis af gange, det omfatter dybest set fra forstørrelsesglasset, optisk mikroskop indtil transmissionselektronmikroskopets forstørrelsesområde. Opløsning mellem det optiske mikroskop og transmissionselektronmikroskopet, op til 3nm.
(vi) Skaden og kontamineringen af prøven med elektronstrålen er lille.
(vii) Mens morfologien observeres, kan andre signaler, der udsendes fra prøven, også bruges til analyse af mikroområdesammensætning.
II-Atomic Force Mikroskop
Atomic Force Microscope (AFM), et analytisk instrument, der kan bruges til at studere overfladestrukturen af faste materialer, herunder isolatorer. Den undersøger stoffers overfladestruktur og egenskaber ved at detektere de ekstremt svage interatomiske interaktionskræfter mellem overfladen af prøven, der skal testes, og et miniature kraftfølsomt element. Et par mikro-cantilevers, som er ekstremt følsomme over for svage kræfter, er fastgjort i den ene ende, og en lille nålespids i den anden ende bringes tæt på prøven, som derefter vil interagere med den, og kraften vil forårsage mikro-cantilevers til at deformere eller ændre deres bevægelsestilstand. Ved scanning af prøven detekteres disse ændringer af sensorer, og information om fordelingen af kraften kan opnås, hvorved der opnås information om overfladens morfologi og struktur samt overfladeruhed med nanometeropløsning.
AFM har mange fordele i forhold til scanningselektronmikroskopi. I modsætning til elektronmikroskoper, som kun kan give todimensionelle billeder, giver AFM ægte tredimensionelle overfladekort. AFM kræver heller ikke nogen særlig behandling af prøven, såsom kobber- eller carbonplettering, som kan forårsage irreversibel skade på prøven. For det tredje, mens elektronmikroskoper skal fungere under højvakuumforhold, fungerer AFM'er godt ved atmosfærisk tryk og endda i flydende miljøer. Dette kan bruges til at studere biologiske makromolekyler og endda levende biologiske væv. AFM har en bredere anvendelighed end Scanning Tunneling Microscope (STM) på grund af dets evne til at observere ikke-ledende prøver. Scanningskraftmikroskoper, som i øjeblikket er meget udbredt i videnskabelig forskning og industri, er baseret på atomkraftmikroskopi.
Scanning Tunneling Mikroskop
① højopløsnings scanningstunnelmikroskop med rumlig opløsning på atomniveau, dens horisontale rumlige opløsning på l, lodret opløsning på 0.1, ② scanningstunnelmikroskop kan bruges inden for atomkraftmikroskopi.
② scanning tunneling mikroskop kan direkte sondere overfladestrukturen af prøven, kan tegne et tredimensionelt strukturelt billede.
③ Scanning tunnelmikroskop kan undersøge strukturen af stoffer i vakuum, atmosfærisk tryk, luft og endda i opløsning. Da der ikke er nogen højenergielektronstråle, er der ingen skade på overfladen (f.eks. stråling, termiske skader osv.), så det er muligt at studere strukturen af biomolekyler og overfladen af levende cellemembraner i en fysiologisk tilstand , og prøverne vil ikke blive beskadiget og forblive intakte.
④ Scanning tunnelmikroskop har en hurtig scanningshastighed, kort dataopsamlingstid og hurtig billeddannelse, hvilket gør det muligt at udføre kinetiske undersøgelser af livsprocesser.
⑤ Det kræver ingen linse og er lille i størrelsen, så nogle mennesker kalder det et "lommemikroskop".
