Forskjellen mellom elektronmikroskop, atomkraftmikroskop, skannetunnelmikroskop
Elektronmikroskop, atomkraftmikroskop, skanningstunnelmikroskop. Forskjellen:
en. Sammenlignet med optiske mikroskoper og transmisjonselektronmikroskoper har skanningselektronmikroskoper følgende egenskaper:
(1) Strukturen til overflaten av prøven kan observeres direkte, og størrelsen på prøven kan være så stor som 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(2) Prøveforberedelsesprosessen er enkel og trenger ikke å kuttes i tynne skiver.
(3) Prøven kan translateres og roteres i tredimensjonalt rom i prøvekammeret, slik at prøven kan observeres fra forskjellige vinkler.
(4) Dybdeskarpheten er stor, og bildet er fullt av tredimensjonale effekter. Dybdeskarpheten til et skanningselektronmikroskop er hundrevis av ganger større enn for et optisk mikroskop, og dusinvis av ganger større enn for et transmisjonselektronmikroskop.
(5) Forstørrelsesområdet til bildet er bredt og oppløsningen er relativt høy. Det kan forstørres fra ti ganger til hundretusenvis av ganger, og det inkluderer i utgangspunktet forstørrelsesområdet fra forstørrelsesglass, optisk mikroskop til transmisjonselektronmikroskop. Oppløsningen er mellom det optiske mikroskopet og transmisjonselektronmikroskopet, opptil 3nm.
(6) Skaden og kontamineringen av prøven av elektronstrålen er liten.
(7) Mens morfologien observeres, kan andre signaler fra prøven også brukes til analyse av mikroområdesammensetning.
2. Atomkraftmikroskop
Atomic Force Microscope (AFM), et analytisk instrument som kan brukes til å studere overflatestrukturen til faste materialer, inkludert isolatorer. Den studerer overflatestrukturen og egenskapene til stoffer ved å oppdage den ekstremt svake interatomiske interaksjonskraften mellom overflaten av prøven som skal testes og et miniatyrkraftfølsomt element. Den ene enden av et par ekstremt følsomme mikroutkragere er festet, og mikrospissen i den andre enden er nær prøven. På dette tidspunktet vil den samhandle med den, og kraften vil få mikro-cantileveren til å deformere eller endre bevegelsestilstanden. Når prøven skannes, brukes sensoren til å oppdage disse endringene, og kraftfordelingsinformasjonen kan oppnås, slik at informasjon om overflatetopografistrukturen og overflateruhetsinformasjon kan oppnås med nanometeroppløsning.
Sammenlignet med skanningselektronmikroskoper har atomkraftmikroskoper mange fordeler. I motsetning til elektronmikroskoper, som bare kan gi todimensjonale bilder, gir AFM-er ekte tredimensjonale overflatekart. Samtidig krever AFM ingen spesiell behandling av prøven, slik som kobberbelegg eller karbon, som kan forårsake irreversibel skade på prøven. For det tredje må elektronmikroskoper operere under høyvakuumforhold, og atomkraftmikroskoper kan fungere godt under normalt trykk og til og med i flytende miljøer. Dette kan brukes til å studere biologiske makromolekyler og til og med levende biologiske vev. Sammenlignet med Scanning Tunneling Microscope, har atomkraftmikroskop større anvendelighet fordi det kan observere ikke-ledende prøver. Skanningskraftmikroskopet, som er mye brukt i vitenskapelig forskning og industri, er basert på atomkraftmikroskopet.
3. Skannetunnelmikroskop
① Skannetunnelmikroskopi med høy oppløsning har romlig oppløsning på atomnivå, med en lateral romlig oppløsning på 1 og en langsgående oppløsning på 0.1.
② Skannetunnelmikroskopet kan direkte oppdage overflatestrukturen til prøven, og kan tegne et tredimensjonalt strukturbilde.
③ Skannetunnelmikroskopi kan oppdage strukturen til stoffet i vakuum, atmosfærisk trykk, luft og til og med løsning. Fordi det ikke er noen høyenergielektronstråle, er det ingen skade på overflaten (som stråling, termisk skade, etc.), så strukturen til biologiske makromolekyler og levende cellemembranoverflater under fysiologiske forhold kan studeres, og prøvene vil ikke bli skadet og forbli intakt.
④ Skannehastigheten til et skannetunnelmikroskop er rask, tiden for datainnsamling er kort, og avbildningen er også rask, og det er mulig å utføre kinetiske studier av livsprosesser.
⑤ Den trenger ikke noe objektiv og er liten i størrelsen. Noen kaller det et "lommemikroskop".
