Atšķirība starp elektronu mikroskopu, atomu spēka mikroskopu, skenējošo tunelēšanas mikroskopu
Elektronu mikroskops, atomu spēka mikroskops, skenējošs tunelēšanas mikroskops. Atšķirība:
viens. Salīdzinot ar optiskajiem mikroskopiem un transmisijas elektronu mikroskopiem, skenējošajiem elektronu mikroskopiem ir šādas īpašības:
(1) Parauga virsmas struktūru var tieši novērot, un parauga izmērs var būt līdz 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(2) Paraugu sagatavošanas process ir vienkāršs un nav jāsagriež plānās šķēlēs.
(3) Paraugu var tulkot un pagriezt trīsdimensiju telpā parauga kamerā, tāpēc paraugu var novērot no dažādiem leņķiem.
(4) Lauka dziļums ir liels, un attēls ir pilns ar trīsdimensiju efektu. Skenējošā elektronu mikroskopa lauka dziļums ir simtiem reižu lielāks nekā optiskā mikroskopa lauka dziļums un desmitiem reižu lielāks nekā transmisijas elektronu mikroskopam.
(5) Attēla palielinājuma diapazons ir plašs, un izšķirtspēja ir salīdzinoši augsta. To var palielināt no desmit līdz simtiem tūkstošu reižu, un pamatā tas ietver palielinājuma diapazonu no palielināmā stikla, optiskā mikroskopa līdz transmisijas elektronu mikroskopam. Izšķirtspēja ir starp optisko mikroskopu un transmisijas elektronu mikroskopu, līdz 3 nm.
(6) Parauga bojājums un piesārņojums ar elektronu staru ir neliels.
(7) Novērojot morfoloģiju, mikrolaukuma sastāva analīzei var izmantot arī citus signālus no parauga.
2. Atomu spēka mikroskops
Atomu spēku mikroskops (AFM), analītisks instruments, ko var izmantot, lai pētītu cieto materiālu, tostarp izolatoru, virsmas struktūru. Tā pēta vielu virsmas struktūru un īpašības, nosakot ārkārtīgi vājo starpatomu mijiedarbības spēku starp pārbaudāmā parauga virsmu un miniatūru spēka jutīgu elementu. Īpaši jutīgu mikrokonsoles pāra viens gals ir fiksēts, un mikrouzgalis otrā galā ir tuvu paraugam. Šajā laikā tas mijiedarbosies ar to, un spēks izraisīs mikrokonsoles deformāciju vai mainīs tās kustības stāvokli. Kad paraugs tiek skenēts, sensors tiek izmantots, lai noteiktu šīs izmaiņas, un var iegūt informāciju par spēku sadalījumu, lai virsmas topogrāfijas struktūras informāciju un virsmas raupjuma informāciju varētu iegūt ar nanometru izšķirtspēju.
Salīdzinot ar skenējošiem elektronu mikroskopiem, atomu spēka mikroskopiem ir daudz priekšrocību. Atšķirībā no elektronu mikroskopiem, kas var nodrošināt tikai divdimensiju attēlus, AFM nodrošina patiesas trīsdimensiju virsmas kartes. Tajā pašā laikā AFM nav nepieciešama īpaša parauga apstrāde, piemēram, vara pārklājums vai ogleklis, kas var radīt neatgriezeniskus parauga bojājumus. Treškārt, elektronu mikroskopiem ir jādarbojas augsta vakuuma apstākļos, un atomu spēka mikroskopi var labi darboties normālā spiedienā un pat šķidrā vidē. To var izmantot, lai pētītu bioloģiskās makromolekulas un pat dzīvos bioloģiskos audus. Salīdzinot ar skenējošo tunelēšanas mikroskopu, atomu spēka mikroskopam ir plašāka pielietojamība, jo tas var novērot nevadošus paraugus. Skenēšanas spēka mikroskops, ko plaši izmanto zinātniskajos pētījumos un rūpniecībā, ir balstīts uz atomu spēka mikroskopu.
3. Skenējošais tunelēšanas mikroskops
① Augstas izšķirtspējas skenējošajai tunelēšanas mikroskopijai ir atomu līmeņa telpiskā izšķirtspēja ar sānu telpisko izšķirtspēju 1 un garenisko izšķirtspēju 0.1.
② Skenēšanas tunelēšanas mikroskops var tieši noteikt parauga virsmas struktūru un var uzzīmēt trīsdimensiju struktūras attēlu.
③ Skenējošā tunelēšanas mikroskopija var noteikt vielas struktūru vakuumā, atmosfēras spiedienā, gaisā un pat šķīdumā. Tā kā nav augstas enerģijas elektronu staru kūļa, virsmai nav bojājumu (piemēram, starojums, termiski bojājumi utt.), tāpēc var pētīt bioloģisko makromolekulu un dzīvo šūnu membrānu virsmu struktūru fizioloģiskos apstākļos un iegūt paraugus. netiks bojāts un paliks neskarts.
④ Skenējošā tunelēšanas mikroskopa skenēšanas ātrums ir ātrs, datu iegūšanas laiks ir īss, un arī attēlveidošana ir ātra, un ir iespējams veikt dzīvības procesu kinētiskos pētījumus.
⑤ Tam nav nepieciešams objektīvs, un tas ir maza izmēra. Daži cilvēki to sauc par "kabatas mikroskopu".
