Différence entre le microscope électronique, le microscope à force atomique et le microscope à effet tunnel
Microscope électronique, microscope à force atomique, microscope à effet tunnel. La différence:
une. Par rapport aux microscopes optiques et aux microscopes électroniques à transmission, les microscopes électroniques à balayage présentent les caractéristiques suivantes :
(1) La structure de la surface de l'échantillon peut être directement observée et la taille de l'échantillon peut atteindre 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(2) Le processus de préparation des échantillons est simple et n'a pas besoin d'être coupé en fines tranches.
(3) L'échantillon peut être translaté et tourné dans un espace tridimensionnel dans la chambre d'échantillon, de sorte que l'échantillon peut être observé sous différents angles.
(4) La profondeur de champ est grande et l'image est pleine d'effets tridimensionnels. La profondeur de champ d'un microscope électronique à balayage est des centaines de fois supérieure à celle d'un microscope optique et des dizaines de fois supérieure à celle d'un microscope électronique à transmission.
(5) La plage de grossissement de l'image est large et la résolution est relativement élevée. Il peut être grossi de dix fois à des centaines de milliers de fois, et il comprend essentiellement la plage de grossissement allant de la loupe, du microscope optique au microscope électronique à transmission. La résolution se situe entre le microscope optique et le microscope électronique à transmission, jusqu'à 3 nm.
(6) Les dommages et la contamination de l'échantillon par le faisceau d'électrons sont faibles.
(7) Tout en observant la morphologie, d'autres signaux de l'échantillon peuvent également être utilisés pour l'analyse de la composition des micro-zones.
2. Microscope à force atomique
Microscope à force atomique (AFM), un instrument analytique qui peut être utilisé pour étudier la structure de surface des matériaux solides, y compris les isolants. Il étudie la structure de surface et les propriétés des substances en détectant la force d'interaction interatomique extrêmement faible entre la surface de l'échantillon à tester et un élément miniature sensible à la force. Une extrémité d'une paire de micro-porte-à-faux extrêmement sensibles est fixe, et la micro-pointe à l'autre extrémité est proche de l'échantillon. À ce moment, il interagira avec lui et la force entraînera la déformation du micro-cantilever ou son changement d'état de mouvement. Lorsque l'échantillon est scanné, le capteur est utilisé pour détecter ces changements, et les informations de distribution de force peuvent être obtenues, de sorte que les informations de structure de topographie de surface et les informations de rugosité de surface peuvent être obtenues avec une résolution nanométrique.
Par rapport aux microscopes électroniques à balayage, les microscopes à force atomique présentent de nombreux avantages. Contrairement aux microscopes électroniques, qui ne peuvent fournir que des images bidimensionnelles, les AFM fournissent de véritables cartes de surface tridimensionnelles. Dans le même temps, l'AFM ne nécessite aucun traitement spécial de l'échantillon, tel qu'un placage de cuivre ou de carbone, qui peut causer des dommages irréversibles à l'échantillon. Troisièmement, les microscopes électroniques doivent fonctionner dans des conditions de vide poussé, et les microscopes à force atomique peuvent bien fonctionner sous une pression normale et même dans des environnements liquides. Cela peut être utilisé pour étudier des macromolécules biologiques et même des tissus biologiques vivants. Comparé au microscope à effet tunnel, le microscope à force atomique a une applicabilité plus large car il peut observer des échantillons non conducteurs. Le microscope à force de balayage, largement utilisé dans la recherche scientifique et l'industrie, est basé sur le microscope à force atomique.
3. Microscope à effet tunnel
① La microscopie à effet tunnel à haute résolution a une résolution spatiale au niveau atomique, avec une résolution spatiale latérale de 1 et une résolution longitudinale de 0.1.
② Le microscope à effet tunnel à balayage peut détecter directement la structure de surface de l'échantillon et peut dessiner une image de structure tridimensionnelle.
③ La microscopie à effet tunnel à balayage peut détecter la structure de la matière dans le vide, la pression atmosphérique, l'air et même la solution. Parce qu'il n'y a pas de faisceau d'électrons à haute énergie, il n'y a pas de dommages à la surface (tels que les rayonnements, les dommages thermiques, etc.), de sorte que la structure des macromolécules biologiques et des surfaces des membranes des cellules vivantes dans des conditions physiologiques peut être étudiée, et les échantillons ne sera pas endommagé et restera intact.
④ La vitesse de balayage du microscope à effet tunnel est rapide, le temps d'acquisition des données est court et l'imagerie est également rapide, et il est possible d'effectuer des études cinétiques des processus vitaux.
⑤ Il n'a pas besoin d'objectif et est de petite taille. Certains l'appellent un "microscope de poche".
