Verschil tussen elektronenmicroscoop, atoomkrachtmicroscoop, scanning tunneling-microscoop
Elektronenmicroscoop, atoomkrachtmicroscoop, scanning tunneling microscoop. Het verschil:
een. Vergeleken met optische microscopen en transmissie-elektronenmicroscopen hebben scanning-elektronenmicroscopen de volgende kenmerken:
(1) De structuur van het oppervlak van het monster kan direct worden waargenomen en de grootte van het monster kan oplopen tot 120 mm x 80 mm x 50 mm.
(2) Het monstervoorbereidingsproces is eenvoudig en hoeft niet in dunne plakjes te worden gesneden.
(3) Het monster kan worden vertaald en geroteerd in een driedimensionale ruimte in de monsterkamer, zodat het monster vanuit verschillende hoeken kan worden bekeken.
(4) De scherptediepte is groot en het beeld zit vol met driedimensionale effecten. 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 vergrotingsbereik van het beeld is breed en de resolutie is relatief hoog. Het kan worden vergroot van tien keer tot honderdduizenden keren, en het omvat in feite het vergrotingsbereik van vergrootglas, optische microscoop tot transmissie-elektronenmicroscoop. De resolutie ligt tussen de optische microscoop en de transmissie-elektronenmicroscoop, tot 3nm.
(6) De schade en verontreiniging van het monster door de elektronenstraal is gering.
(7) Bij het observeren van de morfologie kunnen ook andere signalen van het monster worden gebruikt voor analyse van de samenstelling van microgebieden.
2. Atoomkrachtmicroscoop
Atomic Force Microscope (AFM), een analytisch instrument dat kan worden gebruikt om de oppervlaktestructuur van vaste materialen, inclusief isolatoren, te bestuderen. Het bestudeert de oppervlaktestructuur en eigenschappen van stoffen door de extreem zwakke interatomaire interactiekracht tussen het oppervlak van het te testen monster en een miniatuurkrachtgevoelig element te detecteren. Het ene uiteinde van een paar extreem gevoelige micro-uitkragingen is vast en de micro-tip aan het andere uiteinde bevindt zich dicht bij het monster. Op dit moment zal het ermee interageren en de kracht zal ervoor zorgen dat de micro-cantilever vervormt of zijn bewegingsstatus verandert. Wanneer het monster wordt gescand, wordt de sensor gebruikt om deze veranderingen te detecteren en kan de krachtverdelingsinformatie worden verkregen, zodat de oppervlaktetopografische structuurinformatie en oppervlakteruwheidsinformatie kan worden verkregen met een resolutie van nanometer.
Vergeleken met scanning-elektronenmicroscopen hebben atoomkrachtmicroscopen veel voordelen. In tegenstelling tot elektronenmicroscopen, die alleen tweedimensionale beelden kunnen leveren, bieden AFM's echte driedimensionale oppervlaktekaarten. Tegelijkertijd vereist AFM geen speciale behandeling van het monster, zoals verkoperen of koolstof, wat onherstelbare schade aan het monster kan veroorzaken. Ten derde moeten elektronenmicroscopen onder hoogvacuümomstandigheden werken, en atoomkrachtmicroscopen kunnen goed werken onder normale druk en zelfs in vloeibare omgevingen. Dit kan worden gebruikt om biologische macromoleculen en zelfs levende biologische weefsels te bestuderen. Vergeleken met Scanning Tunneling Microscope, heeft de atoomkrachtmicroscoop een bredere toepasbaarheid omdat het niet-geleidende monsters kan waarnemen. De scankrachtmicroscoop, die veel wordt gebruikt in wetenschappelijk onderzoek en de industrie, is gebaseerd op de atoomkrachtmicroscoop.
3. Scantunnelmicroscoop
① Hoge resolutie Scanning tunneling microscopie heeft ruimtelijke resolutie op atomair niveau, met een laterale ruimtelijke resolutie van 1 en een longitudinale resolutie van 0.1.
② De scanning tunneling microscoop kan de oppervlaktestructuur van het monster direct detecteren en een driedimensionaal structuurbeeld tekenen.
③ Scanning tunneling microscopie kan de structuur van materie detecteren in vacuüm, atmosferische druk, lucht en zelfs in oplossing. Omdat er geen hoogenergetische elektronenstraal is, is er geen schade aan het oppervlak (zoals straling, thermische schade, enz.), dus de structuur van biologische macromoleculen en levende celmembraanoppervlakken onder fysiologische omstandigheden kan worden bestudeerd en de monsters wordt niet beschadigd en blijft intact.
④ De scansnelheid van de scanning tunneling microscoop is snel, de tijd voor data-acquisitie is kort en de beeldvorming is ook snel, en het is mogelijk om kinetische studies van levensprocessen uit te voeren.
⑤ Het heeft geen lens nodig en is klein van formaat. Sommige mensen noemen het een "zakmicroscoop".
