Diferencias entre microscopio electrónico, microscopio de fuerza atómica y microscopio de efecto túnel
Características del microscopio electrónico de barrido En comparación con el microscopio óptico y el microscopio electrónico de transmisión, el microscopio electrónico de barrido tiene las siguientes características:
(1) La estructura de la superficie de la muestra se puede observar directamente y el tamaño de la muestra puede ser tan grande como 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(2) El proceso de preparación de la muestra es simple y no es necesario cortarlo.
(3) La muestra se puede trasladar y girar en tres dimensiones en la sala de muestras, de modo que se pueda observar desde varios ángulos.
(4) la profundidad de campo es grande y la imagen está llena de sentido tridimensional. La profundidad de campo del microscopio electrónico de barrido es varios cientos de veces mayor que la del microscopio óptico y decenas de veces mayor que la del microscopio electrónico de transmisión.
(5) La imagen tiene un amplio rango de aumento y alta resolución. Se puede ampliar de diez a cientos de miles de veces, lo que básicamente incluye el rango de amplificación desde lupa, microscopio óptico hasta microscopio electrónico de transmisión. La resolución está entre el microscopio óptico y el microscopio electrónico de transmisión, que puede alcanzar los 3 nm.
(6) El haz de electrones daña y contamina menos la muestra.
(7) Mientras observamos la morfología, también podemos utilizar otras señales de la muestra para el análisis de la composición de microáreas.
microscopio de fuerza atómica
El microscopio de fuerza atómica (AFM) es un instrumento analítico que se puede utilizar para estudiar la estructura de la superficie de materiales sólidos, incluidos los aislantes. Estudia la estructura de la superficie y las propiedades de la materia detectando la interacción interatómica extremadamente débil entre la superficie de la muestra a analizar y un elemento sensible a microfuerzas. Un extremo de un par de microvoladizos, que son extremadamente sensibles a la fuerza débil, está fijo y la pequeña punta de la aguja en el otro extremo está cerca de la muestra. En este momento, interactuará con ellos y la fuerza hará que los microvoladizos se deformen o cambien su estado de movimiento. Al escanear la muestra, la información de distribución de fuerza se puede obtener utilizando el sensor para detectar estos cambios, a fin de obtener información de la estructura de la morfología de la superficie y la información de rugosidad de la superficie con resolución nanométrica.
En comparación con el microscopio electrónico de barrido, el microscopio de fuerza atómica tiene muchas ventajas. A diferencia del microscopio electrónico, que sólo puede proporcionar imágenes bidimensionales, el AFM proporciona mapas de superficie tridimensionales reales. Al mismo tiempo, AFM no necesita ningún tratamiento especial en la muestra, como revestimiento de cobre o revestimiento de carbono, lo que causará daños irreversibles a la muestra. En tercer lugar, el microscopio electrónico necesita funcionar en alto vacío y el microscopio de fuerza atómica puede funcionar bien bajo presión normal e incluso en un ambiente líquido. Esto se puede utilizar para estudiar macromoléculas biológicas e incluso tejidos biológicos vivos. En comparación con el microscopio de efecto túnel, el microscopio de fuerza atómica tiene una aplicabilidad más amplia porque puede observar muestras no conductoras. En la actualidad, el microscopio de fuerza de barrido ampliamente utilizado en la investigación científica y la industria se basa en el microscopio de fuerza atómica.
STM
① El microscopio de efecto túnel de barrido de alta resolución tiene una resolución espacial de nivel atómico, con una resolución espacial horizontal de L y una resolución vertical de 0.1.
(2) El microscopio de efecto túnel puede detectar directamente la estructura de la superficie de las muestras y dibujar imágenes estructurales tridimensionales.
③ El microscopio de efecto túnel puede detectar la estructura de la materia en el vacío, presión normal, aire e incluso en solución. Debido a que no hay un haz de electrones de alta energía, no tiene ningún efecto destructivo en la superficie (como radiación, daño térmico, etc.), por lo que puede estudiar la estructura de la superficie de macromoléculas biológicas y membranas de células vivas en condiciones fisiológicas, y la Las muestras no se dañarán y permanecerán intactas.
(4) El microscopio de efecto túnel tiene las ventajas de una velocidad de escaneo rápida, un tiempo de adquisición de datos corto y una obtención de imágenes rápida, por lo que es posible llevar a cabo investigaciones dinámicas sobre los procesos de la vida.
⑤ No necesita lentes y es de tamaño pequeño. Algunas personas lo llaman "microscopio de bolsillo".
