Differenza tra microscopio elettronico, microscopio a forza atomica, microscopio a tunnel a scansione
Microscopio elettronico, microscopio a forza atomica, microscopio a effetto tunnel. La differenza:
uno. Rispetto ai microscopi ottici e ai microscopi elettronici a trasmissione, i microscopi elettronici a scansione hanno le seguenti caratteristiche:
(1) La struttura della superficie del campione può essere osservata direttamente e la dimensione del campione può essere pari a 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(2) Il processo di preparazione del campione è semplice e non deve essere tagliato a fettine sottili.
(3) Il campione può essere traslato e ruotato nello spazio tridimensionale nella camera del campione, in modo che il campione possa essere osservato da varie angolazioni.
(4) La profondità di campo è ampia e l'immagine è piena di effetti tridimensionali. La profondità di campo di un microscopio elettronico a scansione è centinaia di volte maggiore di quella di un microscopio ottico e decine di volte maggiore di quella di un microscopio elettronico a trasmissione.
(5) La gamma di ingrandimento dell'immagine è ampia e la risoluzione è relativamente alta. Può essere ingrandito da dieci volte a centinaia di migliaia di volte e include fondamentalmente la gamma di ingrandimento dalla lente d'ingrandimento, al microscopio ottico al microscopio elettronico a trasmissione. La risoluzione è tra il microscopio ottico e il microscopio elettronico a trasmissione, fino a 3nm.
(6) Il danno e la contaminazione del campione da parte del fascio di elettroni sono piccoli.
(7) Durante l'osservazione della morfologia, è possibile utilizzare anche altri segnali del campione per l'analisi della composizione della microarea.
2. Microscopio a forza atomica
Atomic Force Microscope (AFM), uno strumento analitico che può essere utilizzato per studiare la struttura superficiale dei materiali solidi, inclusi gli isolanti. Studia la struttura superficiale e le proprietà delle sostanze rilevando la forza di interazione interatomica estremamente debole tra la superficie del campione da testare e un elemento sensibile alla forza in miniatura. Un'estremità di una coppia di micro-cantilever estremamente sensibili è fissa e la micro-punta all'altra estremità è vicina al campione. In questo momento, interagirà con esso e la forza farà deformare il micro-cantilever o cambierà il suo stato di movimento. Quando il campione viene scansionato, il sensore viene utilizzato per rilevare questi cambiamenti e le informazioni sulla distribuzione della forza possono essere ottenute, in modo che le informazioni sulla struttura della topografia della superficie e le informazioni sulla rugosità della superficie possano essere ottenute con una risoluzione nanometrica.
Rispetto ai microscopi elettronici a scansione, i microscopi a forza atomica presentano molti vantaggi. A differenza dei microscopi elettronici, che possono fornire solo immagini bidimensionali, gli AFM forniscono vere mappe di superficie tridimensionali. Allo stesso tempo, l'AFM non richiede alcun trattamento speciale del campione, come la ramatura o il carbonio, che possono causare danni irreversibili al campione. In terzo luogo, i microscopi elettronici devono funzionare in condizioni di alto vuoto e i microscopi a forza atomica possono funzionare bene a pressione normale e persino in ambienti liquidi. Questo può essere utilizzato per studiare macromolecole biologiche e persino tessuti biologici viventi. Rispetto al microscopio a tunnel a scansione, il microscopio a forza atomica ha un'applicabilità più ampia perché può osservare campioni non conduttivi. Il microscopio a forza di scansione, ampiamente utilizzato nella ricerca scientifica e nell'industria, si basa sul microscopio a forza atomica.
3. Microscopio a scansione per effetto tunnel
① La microscopia a effetto tunnel ad alta risoluzione ha una risoluzione spaziale a livello atomico, con una risoluzione spaziale laterale di 1 e una risoluzione longitudinale di 0.1.
② Il microscopio a tunneling a scansione può rilevare direttamente la struttura superficiale del campione e può disegnare un'immagine della struttura tridimensionale.
③ La microscopia a effetto tunnel può rilevare la struttura della materia nel vuoto, nella pressione atmosferica, nell'aria e persino nella soluzione. Poiché non vi è alcun fascio di elettroni ad alta energia, non vi è alcun danno alla superficie (come radiazioni, danni termici, ecc.), quindi è possibile studiare la struttura delle macromolecole biologiche e delle superfici delle membrane delle cellule viventi in condizioni fisiologiche e i campioni non verrà danneggiato e rimarrà intatto.
④ La velocità di scansione del microscopio a tunnel a scansione è elevata, il tempo per l'acquisizione dei dati è breve e anche l'imaging è rapido ed è possibile eseguire studi cinetici sui processi vitali.
⑤ Non necessita di alcun obiettivo ed è di piccole dimensioni. Alcuni lo chiamano "microscopio tascabile".
