Різниця між електронним мікроскопом, атомно-силовим мікроскопом і скануючим тунельним мікроскопом
I. Характеристики скануючого електронного мікроскопа У порівнянні з оптичним мікроскопом і просвічуючим електронним мікроскопом, скануючий електронний мікроскоп має такі характеристики:
(i) можливість безпосередньо спостерігати за структурою поверхні зразка, розмір зразка може досягати 120 мм × 80 мм × 50 мм.
(ii) Процес приготування зразка простий, без необхідності нарізати його на тонкі скибочки.
(iii) Зразок можна переміщати та повертати на три градуси простору в камері для зразків, щоб зразок можна було спостерігати під різними кутами.
(iv) Глибина різкості велика, а зображення багате у тривимірному сенсі. Глибина різкості SEM у сотні разів більша, ніж у оптичного мікроскопа, і в десятки разів більша, ніж у трансмісійного електронного мікроскопа.
(E) діапазон збільшення зображення широкий, роздільна здатність також відносно висока. Можна збільшити в десятки разів до сотень тисяч разів, це в основному включає в себе діапазон збільшення від лупи, оптичного мікроскопа до трансмісійного електронного мікроскопа. Роздільна здатність між оптичним мікроскопом і трансмісійним електронним мікроскопом до 3 нм.
(vi) Пошкодження та забруднення зразка електронним променем незначні.
(vii) Спостерігаючи за морфологією, інші сигнали, що випромінюються зразком, також можна використовувати для аналізу складу мікрозон.
II-Атомно-силовий мікроскоп
Атомно-силовий мікроскоп (АСМ), аналітичний прилад, який можна використовувати для дослідження структури поверхні твердих матеріалів, зокрема ізоляторів. Він досліджує поверхневу структуру та властивості речовин, виявляючи надзвичайно слабкі сили міжатомної взаємодії між поверхнею досліджуваного зразка та мініатюрним чутливим до сили елементом. Пара мікрокантилеверів, які надзвичайно чутливі до слабких сил, закріплена на одному кінці, а крихітний кінчик голки на іншому кінці наближається до зразка, який потім взаємодіє з ним, і сила спричинить мікрокантилевери для деформації або зміни стану руху. Під час сканування зразка ці зміни виявляються датчиками, і можна отримати інформацію про розподіл сили, таким чином отримуючи інформацію про морфологію та структуру поверхні, а також шорсткість поверхні з нанометровою роздільною здатністю.
АСМ має багато переваг перед скануючою електронною мікроскопією. На відміну від електронних мікроскопів, які можуть створювати лише двовимірні зображення, АСМ забезпечує справжні тривимірні карти поверхні. Крім того, АСМ не потребує спеціальної обробки зразка, наприклад міднення чи вуглецевого покриття, яке може призвести до незворотного пошкодження зразка. По-третє, у той час як електронні мікроскопи повинні працювати в умовах високого вакууму, АСМ добре працюють при атмосферному тиску і навіть у рідких середовищах. Це можна використовувати для вивчення біологічних макромолекул і навіть живих біологічних тканин. АСМ має ширшу сферу застосування, ніж скануючий тунельний мікроскоп (СТМ), завдяки своїй здатності спостерігати за непровідними зразками. Скануючі силові мікроскопи, які зараз широко використовуються в наукових дослідженнях і промисловості, засновані на атомно-силовій мікроскопії.
Скануючий тунельний мікроскоп
① скануючий тунельний мікроскоп високої роздільної здатності з просторовою роздільною здатністю на атомному рівні, горизонтальна просторова роздільна здатність l, вертикальна роздільна здатність 0.1, ② скануючий тунельний мікроскоп можна використовувати в галузі атомно-силової мікроскопії.
② скануючий тунельний мікроскоп може безпосередньо досліджувати структуру поверхні зразка, малювати тривимірне структурне зображення.
③ Скануючий тунельний мікроскоп може досліджувати структуру речовин у вакуумі, атмосферному тиску, повітрі та навіть у розчині. Оскільки немає високоенергетичного електронного пучка, немає пошкодження поверхні (наприклад, радіаційного, термічного пошкодження тощо), тому можна досліджувати структуру біомолекул і поверхні мембран живих клітин у фізіологічному стані. , а зразки не будуть пошкоджені і залишаться цілими.
④ Скануючий тунельний мікроскоп має високу швидкість сканування, короткий час збору даних і швидке формування зображень, що дає можливість проводити кінетичні дослідження життєвих процесів.
⑤ Для нього не потрібні об’єктиви та він має невеликі розміри, тому деякі люди називають його «кишеньковим мікроскопом».
