Különbségek az elektronmikroszkóp, az atomerő-mikroszkóp és a pásztázó alagútmikroszkóp között
A pásztázó elektronmikroszkóp jellemzői Az optikai mikroszkóppal és a transzmissziós elektronmikroszkóppal összehasonlítva a pásztázó elektronmikroszkóp a következő jellemzőkkel rendelkezik:
(1) A minta felületi szerkezete közvetlenül megfigyelhető, és a minta mérete akár 120 mm × 80 mm × 50 mm is lehet.
(2) A minta-előkészítési folyamat egyszerű, és nem kell szeletelni.
(3) A minta a mintateremben három dimenzióban fordítható és forgatható, így a minta különböző szögekből megfigyelhető.
(4) a mélységélesség nagy, és a kép tele van háromdimenziós érzékkel. A pásztázó elektronmikroszkóp mélységélessége több százszor nagyobb, mint az optikai mikroszkópé, és több tucatszor nagyobb, mint a transzmissziós elektronmikroszkópé.
(5) A kép széles nagyítási tartománnyal és nagy felbontással rendelkezik. Tízszerestől százezerszeresére nagyítható, ami alapvetően magában foglalja az erősítési tartományt a nagyítótól az optikai mikroszkópon át a transzmissziós elektronmikroszkópig. A felbontás az optikai mikroszkóp és a transzmissziós elektronmikroszkóp között van, amely elérheti a 3 nm-t.
(6) Az elektronsugár kevésbé károsítja és szennyezi a mintát.
(7) A morfológia megfigyelése mellett a mintából származó egyéb jeleket is felhasználhatjuk a mikroterületi összetétel elemzésére.
atomerő mikroszkóp
Az Atomic Force Microscope (AFM) egy analitikai műszer, amely szilárd anyagok felületi szerkezetének tanulmányozására használható, beleértve a szigetelőket is. Az anyag felületi szerkezetét és tulajdonságait vizsgálja a vizsgálandó minta felülete és egy mikroerőre érzékeny elem közötti rendkívül gyenge interatomikus kölcsönhatás kimutatásával. A gyenge erőre rendkívül érzékeny mikrokonzolpár egyik vége rögzített, a másik végén lévő apró tűhegy pedig közel van a mintához. Ekkor kölcsönhatásba lép velük, és az erő hatására a mikrokonzolok deformálódhatnak vagy megváltoztatják mozgási állapotukat. A minta letapogatása során az erőeloszlási információkat az érzékelő segítségével kaphatjuk meg ezeknek a változásoknak a detektálására, így nanométeres felbontású felületi morfológiai struktúrára és felületi érdességre vonatkozó információkat kapunk.
A pásztázó elektronmikroszkóppal összehasonlítva az atomerőmikroszkópnak számos előnye van. Az elektronmikroszkóppal ellentétben, amely csak kétdimenziós képeket tud készíteni, az AFM valódi háromdimenziós felszíni térképeket biztosít. Ugyanakkor az AFM nem igényel különleges kezelést a mintán, például rézbevonatot vagy szénbevonatot, amely visszafordíthatatlan károsodást okoz a mintában. Harmadszor, az elektronmikroszkópnak nagy vákuumban kell működnie, és az atomerőmikroszkóp normál nyomáson és még folyékony környezetben is jól működik. Ezzel biológiai makromolekulákat, sőt élő biológiai szöveteket is lehet tanulmányozni. A pásztázó alagútmikroszkóppal összehasonlítva az atomerőmikroszkóp szélesebb körű alkalmazhatósággal rendelkezik, mivel nem vezető mintákat képes megfigyelni. Jelenleg a tudományos kutatásban és az iparban széles körben használt pásztázó erőmikroszkóp az atomerőmikroszkópon alapul.
STM
① A nagy felbontású pásztázó alagútmikroszkóp térbeli felbontása atomi szint, vízszintes térbeli felbontása L és függőleges felbontása 0.1.
(2) A pásztázó alagútmikroszkóp közvetlenül képes kimutatni a minták felületi szerkezetét, és háromdimenziós szerkezeti képeket készíthet.
③ A pásztázó alagútmikroszkóp képes kimutatni az anyag szerkezetét vákuumban, normál nyomásban, levegőben és még oldatban is. Mivel nincs nagyenergiájú elektronsugár, nincs felületrontó hatása (például sugárzás, hőkárosodás stb.), így fiziológiás körülmények között képes vizsgálni a biológiai makromolekulák és élő sejtmembránok felszíni szerkezetét, illetve a a minták nem sérülnek meg és sértetlenek maradnak.
(4) A pásztázó alagútmikroszkóp előnyei a gyors pásztázási sebesség, a rövid adatgyűjtési idő és a gyors képalkotás, így lehetővé válik az életfolyamatok dinamikus kutatása.
⑤ Nem kell hozzá objektív, és kis méretű. Vannak, akik "zsebmikroszkópnak" hívják.
