Różnica między mikroskopem elektronowym, mikroskopem sił atomowych i skaningowym mikroskopem tunelowym
jeden. Charakterystyka skaningowego mikroskopu elektronowego W porównaniu z mikroskopem optycznym i transmisyjnym mikroskopem elektronowym, skaningowy mikroskop elektronowy ma następujące cechy:
(1) Strukturę powierzchni próbki można bezpośrednio obserwować, a rozmiar próbki może wynosić nawet 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(2) Proces przygotowania próbki jest prosty i nie wymaga cięcia na cienkie plasterki.
(3) Próbkę można przesuwać i obracać w trójwymiarowej przestrzeni w komorze próbki, dzięki czemu próbkę można obserwować pod różnymi kątami.
(4) głębia ostrości jest duża, a obraz jest pełen trójwymiarowości. Głębia ostrości skaningowego mikroskopu elektronowego jest setki razy większa niż w mikroskopie optycznym i dziesiątki razy większa niż w transmisyjnym mikroskopie elektronowym.
(5) Zakres powiększenia obrazu jest szeroki, a rozdzielczość stosunkowo wysoka. Można go powiększyć od dziesięciu do setek tysięcy razy i zasadniczo obejmuje on zakres powiększenia od szkła powiększającego, mikroskopu optycznego do transmisyjnego mikroskopu elektronowego. Rozdzielczość mieści się między mikroskopem optycznym a transmisyjnym mikroskopem elektronowym, do 3 nm.
(6) Uszkodzenia i zanieczyszczenie próbki wiązką elektronów są stosunkowo niewielkie.
(7) Obserwując morfologię, do analizy mikroskładników można również wykorzystać inne sygnały z próbki.
2. Mikroskop Sił Atomowych
Mikroskop Sił Atomowych (AFM), instrument analityczny, który można wykorzystać do badania struktury powierzchni materiałów stałych, w tym izolatorów. Bada strukturę powierzchni i właściwości substancji poprzez wykrywanie wyjątkowo słabych oddziaływań międzyatomowych między powierzchnią badanej próbki a miniaturowym elementem wrażliwym na siłę. Jeden koniec pary mikrowsporników wrażliwych na słabe siły jest nieruchomy, a maleńki koniec drugiego końca znajduje się blisko próbki. W tym czasie będzie z nim oddziaływać, a siła spowoduje odkształcenie mikrowspornika lub zmianę jego stanu ruchu. Podczas skanowania próbki użyj czujnika do wykrycia tych zmian, aby uzyskać informacje o rozkładzie siły, aby uzyskać informacje o strukturze topografii powierzchni i informacje o chropowatości powierzchni z rozdzielczością nanometrową.
Mikroskopia sił atomowych ma wiele zalet w porównaniu ze skaningową mikroskopią elektronową. W przeciwieństwie do mikroskopów elektronowych, które zapewniają jedynie obrazy dwuwymiarowe, AFM zapewniają prawdziwie trójwymiarowe mapy powierzchni. Jednocześnie AFM nie wymaga specjalnego traktowania próbki, takiego jak miedziowanie lub węglowanie, które może spowodować nieodwracalne uszkodzenie próbki. Po trzecie, mikroskopy elektronowe muszą działać w warunkach wysokiej próżni, podczas gdy mikroskopy sił atomowych mogą dobrze działać pod normalnym ciśnieniem, a nawet w płynnych środowiskach. Można to wykorzystać do badania makrocząsteczek biologicznych, a nawet żywych tkanek biologicznych. W porównaniu ze skaningowym mikroskopem tunelowym (Scanning Tunneling Microscope), mikroskop sił atomowych ma szersze zastosowanie, ponieważ może obserwować próbki nieprzewodzące. Skaningowy mikroskop siłowy, który jest szeroko stosowany w badaniach naukowych i przemyśle, oparty jest na mikroskopie sił atomowych.
3. Skaningowy mikroskop tunelowy
① Skaningowy mikroskop tunelowy o wysokiej rozdzielczości ma rozdzielczość przestrzenną na poziomie atomowym, jego poprzeczna rozdzielczość przestrzenna wynosi 1, a jego rozdzielczość podłużna wynosi 0,1.
② Skaningowy mikroskop tunelowy może bezpośrednio wykryć strukturę powierzchni próbki i narysować trójwymiarowy obraz struktury.
③ Skaningowy mikroskop tunelowy może wykryć strukturę materii w próżni, ciśnieniu atmosferycznym, powietrzu, a nawet roztworze. Ponieważ nie ma wysokoenergetycznej wiązki elektronów, nie ma destrukcyjnego wpływu na powierzchnię (takiego jak promieniowanie, uszkodzenie cieplne itp.), więc może badać strukturę makrocząsteczek biologicznych i powierzchni błon żywych komórek w warunkach fizjologicznych, oraz próbki nie zostaną uszkodzone i pozostaną nienaruszone.
④ Szybkość skanowania skaningowego mikroskopu tunelowego jest duża, czas pozyskiwania danych jest krótki, a obrazowanie również szybkie, dzięki czemu możliwe jest prowadzenie dynamicznych badań procesów życiowych.
⑤ Nie wymaga żadnego obiektywu i jest niewielkich rozmiarów. Niektórzy nazywają to „mikroskopem kieszonkowym”.
