Rozdíl mezi elektronovým mikroskopem, mikroskopem atomárních sil, rastrovacím tunelovým mikroskopem
Elektronový mikroskop, mikroskop atomárních sil, rastrovací tunelový mikroskop. Rozdíl:
jeden. Ve srovnání s optickými mikroskopy a transmisními elektronovými mikroskopy mají rastrovací elektronové mikroskopy následující vlastnosti:
(1) Strukturu povrchu vzorku lze přímo pozorovat a velikost vzorku může být až 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(2) Proces přípravy vzorku je jednoduchý a není třeba jej krájet na tenké plátky.
(3) Vzorek lze posouvat a otáčet v trojrozměrném prostoru ve vzorkové komoře, takže vzorek lze pozorovat z různých úhlů.
(4) Hloubka ostrosti je velká a obraz je plný trojrozměrného efektu. Hloubka pole rastrovacího elektronového mikroskopu je stokrát větší než u optického mikroskopu a desítkykrát větší než u transmisního elektronového mikroskopu.
(5) Rozsah zvětšení obrazu je široký a rozlišení je relativně vysoké. Lze jej zvětšit desetinásobně až stotisíckrát a v podstatě zahrnuje rozsah zvětšení od lupy, optického mikroskopu až po transmisní elektronový mikroskop. Rozlišení je mezi optickým mikroskopem a transmisním elektronovým mikroskopem, až 3nm.
(6) Poškození a kontaminace vzorku elektronovým paprskem je malá.
(7) Při pozorování morfologie lze pro analýzu mikroplošného složení použít i jiné signály ze vzorku.
2. Mikroskop atomové síly
Atomic Force Microscope (AFM), analytický přístroj, který lze použít ke studiu struktury povrchu pevných materiálů, včetně izolátorů. Studuje povrchovou strukturu a vlastnosti látek pomocí detekce extrémně slabé meziatomové interakční síly mezi povrchem testovaného vzorku a miniaturním prvkem citlivým na sílu. Jeden konec páru extrémně citlivých mikrokonzol je upevněn a mikrohrot na druhém konci je blízko vzorku. V tomto okamžiku s ním bude interagovat a síla způsobí, že se mikrokonzola deformuje nebo změní svůj pohybový stav. Když je vzorek naskenován, senzor se použije k detekci těchto změn a lze získat informace o rozložení síly, takže informace o topografické struktuře povrchu a informace o drsnosti povrchu mohou být získány s rozlišením nanometrů.
Ve srovnání s rastrovacími elektronovými mikroskopy mají mikroskopy atomární síly mnoho výhod. Na rozdíl od elektronových mikroskopů, které mohou poskytovat pouze dvourozměrné obrazy, poskytují AFM skutečné trojrozměrné povrchové mapy. AFM zároveň nevyžaduje žádnou speciální úpravu vzorku, jako je poměďování nebo uhlík, které mohou způsobit nevratné poškození vzorku. Za třetí, elektronové mikroskopy musí pracovat za podmínek vysokého vakua a mikroskopy s atomární silou mohou dobře fungovat za normálního tlaku a dokonce i v kapalném prostředí. Toho lze využít ke studiu biologických makromolekul a dokonce i živých biologických tkání. Ve srovnání se skenovacím tunelovým mikroskopem má mikroskop atomární síly širší použitelnost, protože dokáže pozorovat nevodivé vzorky. Mikroskop rastrovací síly, který je široce používán ve vědeckém výzkumu a průmyslu, je založen na mikroskopu atomárních sil.
3. Skenovací tunelovací mikroskop
① Vysoké rozlišení Skenovací tunelová mikroskopie má prostorové rozlišení na atomové úrovni, s laterálním prostorovým rozlišením 1 a podélným rozlišením 0.1.
② Skenovací tunelovací mikroskop může přímo detekovat povrchovou strukturu vzorku a může kreslit trojrozměrný obraz struktury.
③ Skenovací tunelovací mikroskopie dokáže detekovat strukturu hmoty ve vakuu, atmosférickém tlaku, vzduchu a dokonce i v roztoku. Protože neexistuje vysokoenergetický elektronový paprsek, nedochází k poškození povrchu (jako je radiace, tepelné poškození atd.), takže lze studovat strukturu biologických makromolekul a povrchů živých buněčných membrán za fyziologických podmínek a vzorky se nepoškodí a zůstanou neporušené.
④ Rychlost skenování skenovacího tunelového mikroskopu je vysoká, čas pro sběr dat je krátký a zobrazování je také rychlé a je možné provádět kinetické studie životních procesů.
⑤ Nepotřebuje žádnou čočku a má malou velikost. Někdo tomu říká "kapesní mikroskop".
