Разница между электронным микроскопом, атомно-силовым микроскопом и сканирующим туннельным микроскопом
один. Характеристики сканирующего электронного микроскопа По сравнению с оптическим микроскопом и просвечивающим электронным микроскопом сканирующий электронный микроскоп имеет следующие характеристики:
(1) Структуру поверхности образца можно наблюдать непосредственно, а размер образца может достигать 120 мм × 80 мм × 50 мм.
(2) Процесс подготовки проб прост и не требует нарезки на тонкие ломтики.
(3) Образец можно перемещать и вращать в трехмерном пространстве в камере для образца, поэтому образец можно наблюдать под разными углами.
(4) Глубина резкости большая, а изображение полно трехмерности. Глубина резкости сканирующего электронного микроскопа в сотни раз больше, чем у оптического микроскопа, и в десятки раз больше, чем у просвечивающего электронного микроскопа.
(5) Широкий диапазон увеличения изображения и относительно высокое разрешение. Его можно увеличить от десяти до сотен тысяч раз, и он в основном включает диапазон увеличения от увеличительного стекла, оптического микроскопа до просвечивающего электронного микроскопа. Разрешение находится между оптическим микроскопом и просвечивающим электронным микроскопом, до 3 нм.
(6) Повреждение и загрязнение образца электронным лучом относительно невелики.
(7) При наблюдении за морфологией другие сигналы от образца также могут быть использованы для анализа микрокомпонентов.
2. Атомно-силовой микроскоп
Атомно-силовой микроскоп (АСМ), аналитический прибор, который можно использовать для изучения структуры поверхности твердых материалов, включая изоляторы. Он изучает структуру поверхности и свойства веществ путем обнаружения крайне слабого межатомного взаимодействия между поверхностью испытуемого образца и миниатюрным силочувствительным элементом. Один конец пары микрокантилеверов, чувствительных к слабой силе, закреплен, а крошечный наконечник другого конца находится близко к образцу. В это время он будет взаимодействовать с ним, и сила заставит микроконсоль деформироваться или изменить свое состояние движения. При сканировании образца используйте датчик для обнаружения этих изменений, и можно получить информацию о распределении силы, чтобы получить информацию о структуре топографии поверхности и информацию о шероховатости поверхности с нанометровым разрешением.
Атомно-силовая микроскопия имеет много преимуществ перед сканирующей электронной микроскопией. В отличие от электронных микроскопов, которые дают только двухмерные изображения, АСМ обеспечивают настоящие трехмерные карты поверхностей. В то же время АСМ не требует какой-либо специальной обработки образца, такой как меднение или углеродное покрытие, которые могут привести к необратимому повреждению образца. В-третьих, электронные микроскопы должны работать в условиях высокого вакуума, в то время как атомно-силовые микроскопы могут хорошо работать при нормальном давлении и даже в жидких средах. Это может быть использовано для изучения биологических макромолекул и даже живых биологических тканей. По сравнению со сканирующим туннельным микроскопом (Scanning Tunneling Microscope), атомно-силовой микроскоп имеет более широкое применение, поскольку он может наблюдать непроводящие образцы. Сканирующий силовой микроскоп, широко используемый в научных исследованиях и промышленности, основан на атомно-силовом микроскопе.
3. Сканирующий туннельный микроскоп
① Сканирующий туннельный микроскоп высокого разрешения имеет пространственное разрешение атомного уровня, его латеральное пространственное разрешение равно 1, а его продольное разрешение составляет 0.1.
② Сканирующий туннельный микроскоп может непосредственно определять структуру поверхности образца и рисовать трехмерное изображение структуры.
③ Сканирующий туннельный микроскоп может обнаруживать структуру вещества в вакууме, атмосферном давлении, воздухе и даже в растворе. Поскольку отсутствует высокоэнергетический электронный пучок, на поверхность не оказывается разрушительного воздействия (например, излучения, теплового повреждения и т. д.), поэтому он может изучать структуру биологических макромолекул и поверхностей мембран живых клеток в физиологических условиях, а также образцы не будут повреждены и останутся целыми.
④ Скорость сканирования сканирующего туннельного микроскопа высокая, время получения данных короткое, а также быстрое изображение, поэтому можно проводить динамические исследования жизненных процессов.
⑤ Он не требует объектива и имеет небольшой размер. Некоторые люди называют это «карманным микроскопом».
