Rozdíl mezi elektronovým mikroskopem, mikroskopem atomárních sil a rastrovacím tunelovým mikroskopem
I. Charakteristika rastrovacího elektronového mikroskopu Rastrovací elektronový mikroskop má ve srovnání s optickým mikroskopem a transmisním elektronovým mikroskopem následující vlastnosti:
(i) schopnost přímo pozorovat strukturu povrchu vzorku, velikost vzorku může být až 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(ii) Proces přípravy vzorku je jednoduchý, aniž by bylo nutné krájet na tenké plátky.
(iii) Vzorek lze v komoře pro vzorky posouvat a otáčet ve třech stupních prostoru, takže vzorek lze pozorovat z různých úhlů.
(iv) Hloubka ostrosti je velká a obraz je bohatý na trojrozměrný smysl. Hloubka pole SEM je stokrát větší než u optického mikroskopu a desítkykrát větší než u transmisního elektronového mikroskopu.
(E) rozsah zvětšení obrazu je široký, rozlišení je také poměrně vysoké. Lze zvětšit tucetkrát až stotisíckrát, to v podstatě zahrnuje od lupy, optického mikroskopu až po rozsah zvětšení transmisního elektronového mikroskopu. Rozlišení mezi optickým mikroskopem a transmisním elektronovým mikroskopem, až 3nm.
(vi) Poškození a kontaminace vzorku elektronovým paprskem je malá.
(vii) Při pozorování morfologie lze pro analýzu složení mikrooblastí použít i jiné signály emitované ze vzorku.
II-Mikroskop atomových sil
Atomic Force Microscope (AFM), analytický přístroj, který lze použít ke studiu struktury povrchu pevných materiálů, včetně izolátorů. Zkoumá povrchovou strukturu a vlastnosti látek detekcí extrémně slabých interatomárních interakčních sil mezi povrchem testovaného vzorku a miniaturním prvkem citlivým na sílu. Na jednom konci je upevněna dvojice mikrokonzol, které jsou extrémně citlivé na slabé síly, a malý hrot jehly na druhém konci se přiblíží ke vzorku, který s ním pak bude interagovat a síla způsobí mikrokonzoly k deformaci nebo změně jejich stavu pohybu. Při skenování vzorku jsou tyto změny detekovány senzory a lze získat informace o rozložení síly a získat tak informace o morfologii a struktuře povrchu i drsnosti povrchu s rozlišením nanometrů.
AFM má oproti rastrovací elektronové mikroskopii mnoho výhod. Na rozdíl od elektronových mikroskopů, které mohou poskytovat pouze dvourozměrné obrazy, poskytuje AFM skutečné trojrozměrné povrchové mapy. AFM také nevyžaduje žádné speciální ošetření vzorku, jako je pokovování mědí nebo uhlíkem, které může způsobit nevratné poškození vzorku. Za třetí, zatímco elektronové mikroskopy musí pracovat za podmínek vysokého vakua, AFM fungují dobře při atmosférickém tlaku a dokonce i v kapalném prostředí. Toho lze využít ke studiu biologických makromolekul a dokonce i živých biologických tkání. AFM má širší použitelnost než skenovací tunelový mikroskop (STM) díky své schopnosti pozorovat nevodivé vzorky. Rastrovací silové mikroskopy, které jsou v současné době široce používány ve vědeckém výzkumu a průmyslu, jsou založeny na mikroskopii atomárních sil.
Skenovací tunelovací mikroskop
① rastrovací tunelový mikroskop s vysokým rozlišením s prostorovým rozlišením na úrovni atomů, jeho horizontální prostorové rozlišení l, vertikální rozlišení 0.1, ② rastrovací tunelový mikroskop lze použít v oblasti mikroskopie atomárních sil.
② skenovací tunelový mikroskop může přímo zkoumat povrchovou strukturu vzorku, může kreslit trojrozměrný strukturální obraz.
③ Skenovací tunelový mikroskop může zkoumat strukturu látek ve vakuu, atmosférickém tlaku, vzduchu a dokonce i v roztoku. Vzhledem k tomu, že zde není vysokoenergetický elektronový paprsek, nedochází k poškození povrchu (např. radiačnímu, tepelnému poškození atd.), takže je možné studovat strukturu biomolekul a povrch membrán živých buněk ve fyziologickém stavu a vzorky se nepoškodí a zůstanou neporušené.
④ Skenovací tunelový mikroskop má vysokou rychlost skenování, krátkou dobu získávání dat a rychlé zobrazování, což umožňuje provádět kinetické studie životních procesů.
⑤ Nevyžaduje žádnou čočku a má malé rozměry, takže jej někteří lidé nazývají „kapesní mikroskop“.
