Verschillen tussen elektronenmicroscoop, atoomkrachtmicroscoop en scanning tunneling microscoop
Kenmerken van scanning-elektronenmicroscoop Vergeleken met optische microscoop en transmissie-elektronenmicroscoop heeft scanning-elektronenmicroscoop de volgende kenmerken:
(1) De oppervlaktestructuur van het monster kan direct worden waargenomen en de grootte van het monster kan zo groot zijn als 120 mm x 80 mm x 50 mm.
(2) Het monstervoorbereidingsproces is eenvoudig en hoeft niet in plakjes te worden gesneden.
(3) Het monster kan in de monsterruimte in drie dimensies worden vertaald en geroteerd, zodat het monster vanuit verschillende hoeken kan worden bekeken.
(4) de scherptediepte is groot en het beeld is vol driedimensionaal gevoel. De scherptediepte van een scanning-elektronenmicroscoop is honderden keren groter dan die van een optische microscoop en tientallen keren groter dan die van een transmissie-elektronenmicroscoop.
(5) Het beeld heeft een breed vergrotingsbereik en een hoge resolutie. Het kan tien keer tot honderdduizenden keren worden vergroot, wat in feite het versterkingsbereik omvat van vergrootglas, optische microscoop tot transmissie-elektronenmicroscoop. De resolutie ligt tussen optische microscoop en transmissie-elektronenmicroscoop, die 3 nm kan bereiken.
(6) De elektronenbundel veroorzaakt minder schade en vervuiling aan het monster.
(7) Terwijl we de morfologie observeren, kunnen we ook andere signalen uit het monster gebruiken voor analyse van de samenstelling van microgebieden.
atoomkrachtmicroscoop
Atomic Force Microscope (AFM) is een analytisch instrument dat kan worden gebruikt om de oppervlaktestructuur van vaste materialen, waaronder isolatoren, te bestuderen. Het bestudeert de oppervlaktestructuur en eigenschappen van materie door de extreem zwakke interatomaire interactie tussen het oppervlak van het te testen monster en een microkrachtgevoelig element te detecteren. Het ene uiteinde van een paar micro-cantilevers, die extreem gevoelig zijn voor zwakke krachten, is vastgezet en de kleine naaldpunt aan het andere uiteinde bevindt zich dicht bij het monster. Op dit moment zal het met hen interageren, en de kracht zal ervoor zorgen dat de micro-cantilevers vervormen of hun bewegingstoestand veranderen. Bij het scannen van het monster kan de krachtverdelingsinformatie worden verkregen door de sensor te gebruiken om deze veranderingen te detecteren, om zo informatie over de oppervlaktemorfologiestructuur en oppervlakteruwheidsinformatie met nanometerresolutie te verkrijgen.
Vergeleken met een scanning-elektronenmicroscoop heeft de atoomkrachtmicroscoop veel voordelen. In tegenstelling tot de elektronenmicroscoop, die alleen tweedimensionale beelden kan opleveren, biedt AFM echte driedimensionale oppervlaktekaarten. Tegelijkertijd heeft AFM geen speciale behandeling op het monster nodig, zoals koper- of koolstofplating, wat onomkeerbare schade aan het monster zal veroorzaken. Ten derde moet de elektronenmicroscoop in hoog vacuüm werken, en de atoomkrachtmicroscoop kan goed werken onder normale druk en zelfs in een vloeibare omgeving. Dit kan worden gebruikt om biologische macromoleculen en zelfs levende biologische weefsels te bestuderen. Vergeleken met de Scanning Tunneling Microscope heeft de atoomkrachtmicroscoop een bredere toepasbaarheid omdat deze niet-geleidende monsters kan waarnemen. Momenteel is de scanning force-microscoop die veel wordt gebruikt in wetenschappelijk onderzoek en de industrie gebaseerd op de atomic force-microscoop.
STM
① De scanning tunneling microscoop met hoge resolutie heeft de ruimtelijke resolutie van atomair niveau, met de horizontale ruimtelijke resolutie van L en de verticale resolutie van 0.1.
(2) Een scannende tunnelmicroscoop kan de oppervlaktestructuur van monsters direct detecteren en driedimensionale structurele beelden tekenen.
③ Scanning-tunnelmicroscoop kan de structuur van materie in vacuüm, normale druk, lucht en zelfs oplossing detecteren. Omdat er geen elektronenbundel met hoge energie is, heeft deze geen destructief effect op het oppervlak (zoals straling, thermische schade, enz.), zodat hij de oppervlaktestructuur van biologische macromoleculen en levende celmembranen onder fysiologische omstandigheden kan bestuderen, en de monsters worden niet beschadigd en blijven intact.
(4) Scanning-tunnelingmicroscoop heeft de voordelen van een hoge scansnelheid, korte data-acquisitietijd en snelle beeldvorming, zodat het mogelijk is dynamisch onderzoek naar het levensproces uit te voeren.
⑤ Er is geen lens nodig en hij is klein van formaat. Sommige mensen noemen het een "zakmicroscoop".
