Różnica między mikroskopem elektronowym, mikroskopem sił atomowych, skaningowym mikroskopem tunelowym
Mikroskop elektronowy, mikroskop sił atomowych, skaningowy mikroskop tunelowy. Różnica:
jeden. W porównaniu z mikroskopami optycznymi i transmisyjnymi mikroskopami elektronowymi skaningowe mikroskopy elektronowe mają 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 przestrzeni trójwymiarowej w komorze próbki, dzięki czemu próbkę można obserwować pod różnymi kątami.
(4) głębia ostrości jest duża, a obraz jest pełen efektu 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 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) Uszkodzenie i zanieczyszczenie próbki wiązką elektronów jest niewielkie.
(7) Obserwując morfologię, inne sygnały z próbki można również wykorzystać do analizy składu mikroobszaru.
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, wykrywając wyjątkowo słabą siłę oddziaływania międzyatomowego między powierzchnią badanej próbki a miniaturowym elementem wrażliwym na siłę. Jeden koniec pary wyjątkowo czułych mikrowsporników jest zamocowany, a mikrokońcówka na drugim końcu znajduje się blisko próbki. W tym czasie będzie z nim oddziaływać, a siła spowoduje odkształcenie mikro-wspornika lub zmianę jego stanu ruchu. Gdy próbka jest skanowana, czujnik jest używany do wykrywania tych zmian i można uzyskać informacje o rozkładzie siły, dzięki czemu można uzyskać informacje o strukturze topografii powierzchni i informacje o chropowatości powierzchni z rozdzielczością nanometrową.
W porównaniu ze skaningowymi mikroskopami elektronowymi mikroskopy sił atomowych mają wiele zalet. W przeciwieństwie do mikroskopów elektronowych, które mogą dostarczać tylko obrazy dwuwymiarowe, AFM zapewniają prawdziwe trójwymiarowe mapy powierzchni. Jednocześnie AFM nie wymaga żadnej specjalnej obróbki próbki, takiej jak miedziowanie lub węglenie, które mogą spowodować nieodwracalne uszkodzenie próbki. Po trzecie, mikroskopy elektronowe muszą działać w warunkach wysokiej próżni, a 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, 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 Skaningowa mikroskopia tunelowa o wysokiej rozdzielczości ma rozdzielczość przestrzenną na poziomie atomowym, z poprzeczną rozdzielczością przestrzenną 1 i podłużną rozdzielczością 0,1.
② Skaningowy mikroskop tunelowy może bezpośrednio wykryć strukturę powierzchni próbki i narysować trójwymiarowy obraz struktury.
③ Skaningowa mikroskopia tunelowa może wykryć strukturę materii w próżni, ciśnieniu atmosferycznym, powietrzu, a nawet roztworze. Ponieważ nie ma wysokoenergetycznej wiązki elektronów, nie ma uszkodzeń powierzchni (takich jak promieniowanie, uszkodzenia termiczne itp.), więc można badać strukturę makrocząsteczek biologicznych i powierzchni błon żywych komórek w warunkach fizjologicznych, a próbki nie ulegnie uszkodzeniu i pozostanie nienaruszony.
④ Szybkość skanowania skaningowego mikroskopu tunelowego jest duża, czas pozyskiwania danych jest krótki, a obrazowanie jest również szybkie i możliwe jest prowadzenie badań kinetycznych procesów życiowych.
⑤ Nie wymaga żadnego obiektywu i jest niewielkich rozmiarów. Niektórzy nazywają to „mikroskopem kieszonkowym”.
