Διαφορές μεταξύ ηλεκτρονικού μικροσκοπίου, μικροσκοπίου ατομικής δύναμης και μικροσκοπίου σάρωσης σήραγγας
Χαρακτηριστικά του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης Σε σύγκριση με το οπτικό μικροσκόπιο και το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης, το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
(1) Η επιφανειακή δομή του δείγματος μπορεί να παρατηρηθεί άμεσα και το μέγεθος του δείγματος μπορεί να είναι τόσο μεγάλο όσο 120mm×80mm×50mm.
(2) Η διαδικασία προετοιμασίας του δείγματος είναι απλή και δεν χρειάζεται να τεμαχιστεί.
(3) Το δείγμα μπορεί να μεταφραστεί και να περιστραφεί σε τρεις διαστάσεις στο δωμάτιο δειγμάτων, έτσι ώστε το δείγμα να μπορεί να παρατηρηθεί από διάφορες γωνίες.
(4) το βάθος πεδίου είναι μεγάλο και η εικόνα είναι γεμάτη τρισδιάστατη αίσθηση. Το βάθος πεδίου του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης είναι αρκετές εκατοντάδες φορές μεγαλύτερο από αυτό του οπτικού μικροσκοπίου και δεκάδες φορές μεγαλύτερο από αυτό του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης.
(5) Η εικόνα έχει μεγάλο εύρος μεγέθυνσης και υψηλή ανάλυση. Μπορεί να μεγεθυνθεί δέκα φορές έως εκατοντάδες χιλιάδες φορές, που βασικά περιλαμβάνει το εύρος ενίσχυσης από μεγεθυντικό φακό, οπτικό μικροσκόπιο έως ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης. Η ανάλυση είναι ανάμεσα στο οπτικό μικροσκόπιο και το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης, το οποίο μπορεί να φτάσει τα 3 nm.
(6) Η δέσμη ηλεκτρονίων έχει μικρότερη ζημιά και ρύπανση στο δείγμα.
(7) Κατά την παρατήρηση της μορφολογίας, μπορούμε επίσης να χρησιμοποιήσουμε άλλα σήματα από το δείγμα για ανάλυση σύνθεσης μικροπεριοχών.
μικροσκόπιο ατομικής δύναμης
Το Μικροσκόπιο Ατομικής Δύναμης (AFM) είναι ένα αναλυτικό όργανο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της επιφανειακής δομής στερεών υλικών, συμπεριλαμβανομένων των μονωτών. Μελετά τη δομή της επιφάνειας και τις ιδιότητες της ύλης ανιχνεύοντας την εξαιρετικά αδύναμη διατομική αλληλεπίδραση μεταξύ της επιφάνειας του προς δοκιμή δείγματος και ενός ευαίσθητου στοιχείου σε μικροδύναμα. Το ένα άκρο ενός ζεύγους μικροπροβολών, που είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στην ασθενή δύναμη, είναι σταθερό και το μικροσκοπικό άκρο της βελόνας στο άλλο άκρο είναι κοντά στο δείγμα. Αυτή τη στιγμή, θα αλληλεπιδράσει μαζί τους και η δύναμη θα κάνει τους μικροπρόβολους να παραμορφωθούν ή να αλλάξουν την κατάσταση κίνησής τους. Κατά τη σάρωση του δείγματος, οι πληροφορίες κατανομής δύναμης μπορούν να ληφθούν χρησιμοποιώντας τον αισθητήρα για την ανίχνευση αυτών των αλλαγών, έτσι ώστε να ληφθούν οι πληροφορίες για τη δομή της μορφολογίας της επιφάνειας και τις πληροφορίες για την τραχύτητα της επιφάνειας με ανάλυση νανομέτρων.
Σε σύγκριση με το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης, το μικροσκόπιο ατομικής δύναμης έχει πολλά πλεονεκτήματα. Σε αντίθεση με το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, το οποίο μπορεί να παρέχει μόνο δισδιάστατες εικόνες, το AFM παρέχει πραγματικούς τρισδιάστατους χάρτες επιφανειών. Ταυτόχρονα, το AFM δεν χρειάζεται καμία ειδική επεξεργασία στο δείγμα, όπως επιμετάλλωση χαλκού ή επιμετάλλωση άνθρακα, η οποία θα προκαλέσει μη αναστρέψιμη βλάβη στο δείγμα. Τρίτον, το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο πρέπει να λειτουργεί σε υψηλό κενό και το μικροσκόπιο ατομικής δύναμης μπορεί να λειτουργήσει καλά υπό κανονική πίεση και ακόμη και σε υγρό περιβάλλον. Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη βιολογικών μακρομορίων και ακόμη και ζωντανών βιολογικών ιστών. Σε σύγκριση με το μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας, το μικροσκόπιο ατομικής δύναμης έχει ευρύτερη εφαρμογή επειδή μπορεί να παρατηρήσει μη αγώγιμα δείγματα. Επί του παρόντος, το μικροσκόπιο δύναμης σάρωσης που χρησιμοποιείται ευρέως στην επιστημονική έρευνα και τη βιομηχανία βασίζεται στο μικροσκόπιο ατομικής δύναμης.
STM
① Το μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας υψηλής ανάλυσης έχει τη χωρική ανάλυση ατομικού επιπέδου, με την οριζόντια χωρική ανάλυση L και την κατακόρυφη ανάλυση 0.1.
(2) Το μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας μπορεί να ανιχνεύσει άμεσα την επιφανειακή δομή των δειγμάτων και να σχεδιάσει τρισδιάστατες δομικές εικόνες.
③ Το μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας μπορεί να ανιχνεύσει τη δομή της ύλης στο κενό, την κανονική πίεση, τον αέρα και ακόμη και το διάλυμα. Επειδή δεν υπάρχει δέσμη ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας, δεν έχει καταστροφική επίδραση στην επιφάνεια (όπως ακτινοβολία, θερμική βλάβη κ.λπ.), έτσι μπορεί να μελετήσει την επιφανειακή δομή των βιολογικών μακρομορίων και των ζωντανών κυτταρικών μεμβρανών υπό φυσιολογικές συνθήκες και τα δείγματα δεν θα καταστραφούν και θα παραμείνουν ανέπαφα.
(4) Το μικροσκόπιο σήραγγας σάρωσης έχει τα πλεονεκτήματα της γρήγορης ταχύτητας σάρωσης, του σύντομου χρόνου απόκτησης δεδομένων και της γρήγορης απεικόνισης, επομένως είναι δυνατή η διεξαγωγή δυναμικής έρευνας σχετικά με τη διαδικασία ζωής.
⑤ Δεν χρειάζεται φακό και είναι μικρό σε μέγεθος. Κάποιοι το αποκαλούν «μικροσκόπιο τσέπης».
