Atšķirības starp elektronu mikroskopu, atomu spēka mikroskopu un skenējošo tunelēšanas mikroskopu
Skenējošā elektronu mikroskopa raksturojums Salīdzinot ar optisko mikroskopu un transmisijas elektronu mikroskopu, skenējošajam elektronu mikroskopam ir šādas īpašības:
(1) Parauga virsmas struktūru var tieši novērot, un parauga izmērs var būt līdz 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(2) Parauga sagatavošanas process ir vienkāršs un nav jāsagriež šķēlēs.
(3) Paraugu var iztulkot un pagriezt trīs dimensijās parauga telpā, tāpēc paraugu var novērot no dažādiem leņķiem.
(4) lauka dziļums ir liels, un attēls ir pilns ar trīsdimensiju sajūtu. Skenējošā elektronu mikroskopa lauka dziļums ir vairākus simtus reižu lielāks nekā optiskā mikroskopa lauka dziļums un desmitiem reižu lielāks nekā transmisijas elektronu mikroskopam.
(5) Attēlam ir plašs palielinājuma diapazons un augsta izšķirtspēja. To var palielināt no desmit līdz simtiem tūkstošu reižu, kas pamatā ietver pastiprinājuma diapazonu no palielināmā stikla, optiskā mikroskopa līdz transmisijas elektronu mikroskopam. Izšķirtspēja ir starp optisko mikroskopu un transmisijas elektronu mikroskopu, kas var sasniegt 3 nm.
(6) Elektronu staram ir mazāks parauga bojājums un piesārņojums.
(7) Novērojot morfoloģiju, mēs varam izmantot arī citus signālus no parauga mikrolaukuma sastāva analīzei.
atomu spēka mikroskops
Atomu spēku mikroskops (AFM) ir analītisks instruments, ko var izmantot, lai pētītu cieto materiālu, tostarp izolatoru, virsmas struktūru. Tas pēta vielas virsmas struktūru un īpašības, atklājot ārkārtīgi vājo interatomisko mijiedarbību starp pārbaudāmā parauga virsmu un mikrospēku jutīgu elementu. Mikrokonsoles pāra viens gals, kas ir ārkārtīgi jutīgs pret vāju spēku, ir fiksēts, un sīkais adatas gals otrā galā ir tuvu paraugam. Šajā laikā tas mijiedarbosies ar tiem, un spēks liks mikrokonsolēm deformēties vai mainīt to kustības stāvokli. Skenējot paraugu, spēku sadalījuma informāciju var iegūt, izmantojot sensoru šo izmaiņu noteikšanai, lai iegūtu informāciju par virsmas morfoloģijas struktūru un informāciju par virsmas raupjumu ar nanometru izšķirtspēju.
Salīdzinot ar skenējošo elektronu mikroskopu, atomu spēka mikroskopam ir daudz priekšrocību. Atšķirībā no elektronu mikroskopa, kas var nodrošināt tikai divdimensiju attēlus, AFM nodrošina reālas trīsdimensiju virsmas kartes. Tajā pašā laikā AFM nav nepieciešama īpaša parauga apstrāde, piemēram, vara pārklājums vai oglekļa pārklājums, kas radīs neatgriezeniskus parauga bojājumus. Treškārt, elektronu mikroskopam jādarbojas augstā vakuumā, un atomu spēka mikroskops 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. Pašlaik zinātniskajā pētniecībā un rūpniecībā plaši izmantotais skenēšanas spēka mikroskops ir balstīts uz atomu spēka mikroskopu.
STM
① Augstas izšķirtspējas skenējošajam tunelēšanas mikroskopam ir atomu līmeņa telpiskā izšķirtspēja ar horizontālo telpisko izšķirtspēju L un vertikālo izšķirtspēju 0.1.
(2) Skenējošais tunelēšanas mikroskops var tieši noteikt paraugu virsmas struktūru un izdarīt trīsdimensiju struktūras attēlus.
③ Skenējošais tunelēšanas mikroskops var noteikt vielas struktūru vakuumā, normālā spiedienā, gaisā un pat šķīdumā. Tā kā nav augstas enerģijas elektronu staru kūļa, tam nav destruktīvas ietekmes uz virsmu (piemēram, starojums, termiski bojājumi utt.), tāpēc tas var pētīt bioloģisko makromolekulu un dzīvo šūnu membrānu virsmas struktūru fizioloģiskos apstākļos un paraugi netiks bojāti un paliks neskarti.
(4) Skenējošajam tunelēšanas mikroskopam ir ātrs skenēšanas ātrums, īss datu iegūšanas laiks un ātra attēlveidošana, tāpēc ir iespējams veikt dinamiskus pētījumus par dzīvības procesu.
⑤ Tam nav nepieciešams objektīvs, un tas ir maza izmēra. Daži cilvēki to sauc par "kabatas mikroskopu".
