Η διαφορά μεταξύ ηλεκτρονικού μικροσκοπίου, μικροσκοπίου ατομικής δύναμης και μικροσκοπίου σάρωσης σήραγγας
ένας. 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 κοπεί σε λεπτές φέτες.
(3) Το δείγμα μπορεί να μεταφραστεί και να περιστραφεί σε έναν τρισδιάστατο χώρο στον θάλαμο δειγμάτων, έτσι ώστε το δείγμα να μπορεί να παρατηρηθεί από διάφορες γωνίες.
(4) Το βάθος πεδίου είναι μεγάλο και η εικόνα είναι γεμάτη τρισδιάστατη. Το βάθος πεδίου του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης είναι εκατοντάδες φορές μεγαλύτερο από αυτό του οπτικού μικροσκοπίου και δεκάδες φορές μεγαλύτερο από αυτό του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης.
(5) Το εύρος μεγέθυνσης της εικόνας είναι μεγάλο και η ανάλυση είναι σχετικά υψηλή. Μπορεί να μεγεθυνθεί δέκα φορές έως εκατοντάδες χιλιάδες φορές και βασικά περιλαμβάνει το εύρος μεγέθυνσης από μεγεθυντικό φακό, οπτικό μικροσκόπιο έως ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης. Η ανάλυση είναι μεταξύ οπτικού μικροσκοπίου και ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης, έως 3 nm.
(6) Η βλάβη και η μόλυνση του δείγματος από τη δέσμη ηλεκτρονίων είναι σχετικά μικρές.
(7) Κατά την παρατήρηση της μορφολογίας, άλλα σήματα από το δείγμα μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για ανάλυση μικροσυστατικών.
2. 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. Μελετά τη δομή της επιφάνειας και τις ιδιότητες των ουσιών ανιχνεύοντας την εξαιρετικά αδύναμη διατομική αλληλεπίδραση μεταξύ της επιφάνειας του προς δοκιμή δείγματος και ενός μικροσκοπικού στοιχείου ευαίσθητου στη δύναμη. Το ένα άκρο ενός ζεύγους μικροπροβολών που είναι ευαίσθητο σε ασθενή δύναμη είναι σταθερό και η μικροσκοπική άκρη του άλλου άκρου είναι κοντά στο δείγμα. Αυτή τη στιγμή, θα αλληλεπιδράσει μαζί του και η δύναμη θα κάνει τον μικροπρόβολο να παραμορφωθεί ή να αλλάξει την κατάσταση κίνησής του. Κατά τη σάρωση του δείγματος, χρησιμοποιήστε τον αισθητήρα για να ανιχνεύσετε αυτές τις αλλαγές και μπορείτε να λάβετε τις πληροφορίες κατανομής δύναμης, έτσι ώστε να λάβετε πληροφορίες για τη δομή της τοπογραφίας της επιφάνειας και τις πληροφορίες τραχύτητας επιφάνειας με ανάλυση νανομέτρων.
Η μικροσκοπία ατομικής δύναμης έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με την ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης. Σε αντίθεση με τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια, τα οποία παρέχουν μόνο δισδιάστατες εικόνες, τα AFM παρέχουν πραγματικούς τρισδιάστατους χάρτες επιφανειών. Ταυτόχρονα, το AFM δεν απαιτεί καμία ειδική επεξεργασία του δείγματος, όπως επιμετάλλωση χαλκού ή επιμετάλλωση άνθρακα, η οποία μπορεί να προκαλέσει μη αναστρέψιμη βλάβη στο δείγμα. Τρίτον, τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια πρέπει να λειτουργούν υπό συνθήκες υψηλού κενού, ενώ τα μικροσκόπια ατομικής δύναμης μπορούν να λειτουργήσουν καλά υπό κανονική πίεση και ακόμη και σε υγρά περιβάλλοντα. Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη βιολογικών μακρομορίων και ακόμη και ζωντανών βιολογικών ιστών. Σε σύγκριση με το μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας (Scanning Tunneling Microscope), το μικροσκόπιο ατομικής δύναμης έχει ευρύτερη εφαρμογή επειδή μπορεί να παρατηρήσει μη αγώγιμα δείγματα. Το μικροσκόπιο δύναμης σάρωσης, το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως στην επιστημονική έρευνα και τη βιομηχανία, βασίζεται στο μικροσκόπιο ατομικής δύναμης.
3. Μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας
① Το μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας υψηλής ανάλυσης έχει χωρική ανάλυση ατομικού επιπέδου, η πλευρική χωρική του ανάλυση είναι 1 και η διαμήκης ανάλυση είναι 0.1.
② Το μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας μπορεί να ανιχνεύσει άμεσα την επιφανειακή δομή του δείγματος και μπορεί να σχεδιάσει μια τρισδιάστατη εικόνα δομής.
③ Το μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας μπορεί να ανιχνεύσει τη δομή της ύλης στο κενό, την ατμοσφαιρική πίεση, τον αέρα και ακόμη και το διάλυμα. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει δέσμη ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας, δεν υπάρχει καταστροφική επίδραση στην επιφάνεια (όπως ακτινοβολία, ζημιά από θερμότητα κ.λπ.), επομένως μπορεί να μελετήσει τη δομή των βιολογικών μακρομορίων και τις επιφάνειες των ζωντανών κυτταρικών μεμβρανών υπό φυσιολογικές συνθήκες, και τα δείγματα δεν θα καταστραφούν και θα παραμείνουν άθικτα.
④ Η ταχύτητα σάρωσης του μικροσκοπίου σήραγγας σάρωσης είναι γρήγορη, ο χρόνος για τη λήψη δεδομένων είναι σύντομος και η απεικόνιση είναι επίσης γρήγορη, επομένως είναι δυνατή η διεξαγωγή δυναμικής έρευνας σχετικά με τις διαδικασίες ζωής.
⑤ Δεν χρειάζεται φακό και είναι μικρό σε μέγεθος. Κάποιοι το αποκαλούν «μικροσκόπιο τσέπης».
