Η διαφορά μεταξύ ενός ηλεκτρονικού μικροσκοπίου, ενός μικροσκοπίου ατομικής δύναμης και ενός μικροσκοπίου σάρωσης σήραγγας
I. Χαρακτηριστικά του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης Σε σύγκριση με το οπτικό μικροσκόπιο και το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης, το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
(i) την ικανότητα άμεσης παρατήρησης της δομής της επιφάνειας του δείγματος, το μέγεθος του δείγματος μπορεί να είναι τόσο μεγάλο όσο 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(ii) Η διαδικασία προετοιμασίας του δείγματος είναι απλή, χωρίς να χρειάζεται να κοπεί σε λεπτές φέτες.
(iii) Το δείγμα μπορεί να μεταφραστεί και να περιστραφεί σε τρεις μοίρες χώρου στο θάλαμο δείγματος, έτσι ώστε το δείγμα να μπορεί να παρατηρηθεί από διάφορες γωνίες.
(iv) Το βάθος πεδίου είναι μεγάλο και η εικόνα είναι πλούσια σε τρισδιάστατη αίσθηση. Το βάθος πεδίου του SEM είναι εκατοντάδες φορές μεγαλύτερο από αυτό του οπτικού μικροσκοπίου και δεκάδες φορές μεγαλύτερο από αυτό του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης.
(Ε) το εύρος της μεγέθυνσης της εικόνας είναι ευρύ, η ανάλυση είναι επίσης σχετικά υψηλή. Μπορεί να μεγεθύνεται από δώδεκα φορές έως εκατοντάδες χιλιάδες φορές, περιλαμβάνει βασικά από τον μεγεθυντικό φακό, οπτικό μικροσκόπιο μέχρι το εύρος μεγέθυνσης του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης. Ανάλυση μεταξύ του οπτικού μικροσκοπίου και του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης, έως 3 nm.
(vi) Η βλάβη και η μόλυνση του δείγματος από τη δέσμη ηλεκτρονίων είναι μικρή.
(vii) Κατά την παρατήρηση της μορφολογίας, άλλα σήματα που εκπέμπονται από το δείγμα μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για ανάλυση σύνθεσης μικροπεριοχών.
II-Μικροσκόπιο Ατομικής Δύναμης
Μικροσκόπιο ατομικής δύναμης (AFM), ένα αναλυτικό όργανο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της επιφανειακής δομής στερεών υλικών, συμπεριλαμβανομένων των μονωτών. Διερευνά τη δομή της επιφάνειας και τις ιδιότητες των ουσιών ανιχνεύοντας τις εξαιρετικά αδύναμες δυνάμεις αλληλεπίδρασης μεταξύ των ατόμων μεταξύ της επιφάνειας του προς δοκιμή δείγματος και ενός μικροσκοπικού στοιχείου ευαίσθητου στη δύναμη. Ένα ζευγάρι μικροπροβολών, οι οποίοι είναι εξαιρετικά ευαίσθητοι σε ασθενείς δυνάμεις, στερεώνονται στο ένα άκρο και μια μικροσκοπική άκρη βελόνας στο άλλο άκρο φέρεται κοντά στο δείγμα, το οποίο στη συνέχεια θα αλληλεπιδράσει μαζί του και η δύναμη θα προκαλέσει μικροπρόβολοι για παραμόρφωση ή αλλαγή της κατάστασης κίνησής τους. Κατά τη σάρωση του δείγματος, αυτές οι αλλαγές ανιχνεύονται από αισθητήρες και μπορούν να ληφθούν πληροφορίες για την κατανομή της δύναμης, λαμβάνοντας έτσι πληροφορίες για τη μορφολογία και τη δομή της επιφάνειας καθώς και την τραχύτητα της επιφάνειας με ανάλυση νανομέτρων.
Το AFM έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με την ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης. Σε αντίθεση με τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια, τα οποία μπορούν να παρέχουν μόνο δισδιάστατες εικόνες, το AFM παρέχει πραγματικούς τρισδιάστατους χάρτες επιφανειών. Επίσης, το AFM δεν απαιτεί καμία ειδική επεξεργασία του δείγματος, όπως χαλκό ή άνθρακα, που μπορεί να προκαλέσει μη αναστρέψιμη βλάβη στο δείγμα. Τρίτον, ενώ τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια πρέπει να λειτουργούν υπό συνθήκες υψηλού κενού, τα AFM λειτουργούν καλά σε ατμοσφαιρική πίεση και ακόμη και σε υγρά περιβάλλοντα. Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη βιολογικών μακρομορίων και ακόμη και ζωντανών βιολογικών ιστών. Το AFM έχει ευρύτερη δυνατότητα εφαρμογής από το μικροσκόπιο σήρωσης σήραγγας (STM) λόγω της ικανότητάς του να παρατηρεί μη αγώγιμα δείγματα. Τα μικροσκόπια δύναμης σάρωσης, τα οποία σήμερα χρησιμοποιούνται ευρέως στην επιστημονική έρευνα και τη βιομηχανία, βασίζονται στο μικροσκόπιο ατομικής δύναμης.
Μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας
① μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας υψηλής ανάλυσης με χωρική ανάλυση ατομικού επιπέδου, οριζόντια χωρική ανάλυση l, κάθετη ανάλυση 0.1, ② μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας μπορεί να χρησιμοποιηθεί στον τομέα της μικροσκοπίας ατομικής δύναμης.
② το μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας μπορεί να ανιχνεύσει άμεσα τη δομή της επιφάνειας του δείγματος, μπορεί να σχεδιάσει μια τρισδιάστατη δομική εικόνα.
③ Το μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας μπορεί να ανιχνεύσει τη δομή των ουσιών στο κενό, την ατμοσφαιρική πίεση, τον αέρα, ακόμη και σε διάλυμα. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει δέσμη ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας, δεν υπάρχει ζημιά στην επιφάνεια (π.χ. ακτινοβολία, θερμική βλάβη κ.λπ.), επομένως είναι δυνατό να μελετηθεί η δομή των βιομορίων και η επιφάνεια των ζωντανών κυτταρικών μεμβρανών σε φυσιολογική κατάσταση , και τα δείγματα δεν θα καταστραφούν και θα παραμείνουν ανέπαφα.
④ Το μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας έχει γρήγορη ταχύτητα σάρωσης, σύντομο χρόνο απόκτησης δεδομένων και γρήγορη απεικόνιση, που καθιστά δυνατή τη διεξαγωγή κινητικών μελετών των διεργασιών ζωής.
⑤ Δεν απαιτεί φακό και είναι μικρό σε μέγεθος, γι' αυτό κάποιοι το αποκαλούν "μικροσκόπιο τσέπης".
