Різниця між електронним мікроскопом, атомно-силовим мікроскопом і скануючим тунельним мікроскопом
один. Характеристики скануючого електронного мікроскопа У порівнянні з оптичним мікроскопом і трансмісійним електронним мікроскопом, скануючий електронний мікроскоп має такі характеристики:
(1) Поверхневу структуру зразка можна спостерігати безпосередньо, а розмір зразка може досягати 120 мм × 80 мм × 50 мм.
(2) Процес приготування зразка простий і не потребує розрізання на тонкі скибочки.
(3) Зразок можна переміщати та обертати в тривимірному просторі в камері для зразків, тому зразок можна спостерігати під різними кутами.
(4) Глибина різкості велика, а зображення є тривимірним. Глибина різкості скануючого електронного мікроскопа в сотні разів більша, ніж у оптичного мікроскопа, і в десятки разів більша, ніж у просвічуючого електронного мікроскопа.
(5) Діапазон збільшення зображення широкий, а роздільна здатність відносно висока. Його можна збільшити в десять разів до сотень тисяч разів, і в основному він включає діапазон збільшення від лупи, оптичного мікроскопа до трансмісійного електронного мікроскопа. Роздільна здатність між оптичним мікроскопом і просвічуючим електронним мікроскопом до 3 нм.
(6) Пошкодження та забруднення зразка електронним променем відносно невеликі.
(7) Спостерігаючи за морфологією, інші сигнали зразка також можна використовувати для аналізу мікрокомпонентів.
2. Атомно-силовий мікроскоп
Атомно-силовий мікроскоп (АСМ), аналітичний прилад, який можна використовувати для дослідження структури поверхні твердих матеріалів, зокрема ізоляторів. Він вивчає структуру поверхні та властивості речовин, виявляючи надзвичайно слабку міжатомну взаємодію між поверхнею досліджуваного зразка та мініатюрним чутливим до сили елементом. Один кінець пари мікрокантилевера, чутливого до слабкої сили, закріплений, а крихітний кінчик іншого кінця знаходиться близько до зразка. У цей час він буде взаємодіяти з ним, і сила змусить мікрокантилевер деформуватися або змінити його стан руху. Під час сканування зразка використовуйте датчик, щоб виявити ці зміни, і можна отримати інформацію про розподіл сили, щоб отримати інформацію про структуру топографії поверхні та інформацію про шорсткість поверхні з нанометровою роздільною здатністю.
Атомно-силова мікроскопія має багато переваг перед скануючою електронною мікроскопією. На відміну від електронних мікроскопів, які забезпечують лише двовимірні зображення, AFM забезпечують справжні тривимірні карти поверхонь. У той же час АСМ не потребує спеціальної обробки зразка, наприклад, міднення або вуглецевого покриття, яке може призвести до незворотного пошкодження зразка. По-третє, електронні мікроскопи повинні працювати в умовах високого вакууму, тоді як атомно-силові мікроскопи можуть добре працювати під нормальним тиском і навіть у рідких середовищах. Це можна використовувати для вивчення біологічних макромолекул і навіть живих біологічних тканин. Порівняно зі скануючим тунельним мікроскопом (Scanning Tunneling Microscope), атомно-силовий мікроскоп має більш широке застосування, оскільки він може спостерігати за непровідними зразками. Скануючий силовий мікроскоп, який широко використовується в наукових дослідженнях і промисловості, заснований на атомно-силовому мікроскопі.
3. Скануючий тунельний мікроскоп
① Скануючий тунельний мікроскоп високої роздільної здатності має просторову роздільну здатність на атомному рівні, його поперечна просторова роздільна здатність становить 1, а його поздовжня роздільна здатність становить 0.1.
② Скануючий тунельний мікроскоп може безпосередньо виявляти структуру поверхні зразка та малювати тривимірне зображення структури.
③ Скануючий тунельний мікроскоп може виявляти структуру речовини у вакуумі, атмосферному тиску, повітрі та навіть розчині. Оскільки немає високоенергетичного електронного променя, немає руйнівного впливу на поверхню (наприклад, випромінювання, теплове пошкодження тощо), тому він може вивчати структуру біологічних макромолекул і поверхонь живих клітинних мембран у фізіологічних умовах, а також зразки не будуть пошкоджені і залишаться цілими.
④ Швидкість сканування скануючого тунельного мікроскопа висока, час для отримання даних короткий, а зображення також швидке, тому можна проводити динамічні дослідження життєвих процесів.
⑤ Він не потребує лінз і має невеликі розміри. Деякі люди називають це «кишеньковим мікроскопом».
