La différence entre un microscope électronique, un microscope à force atomique et un microscope à effet tunnel
I. Caractéristiques du microscope électronique à balayage Comparé au microscope optique et au microscope électronique à transmission, le microscope électronique à balayage présente les caractéristiques suivantes :
(i) la capacité d'observer directement la structure de la surface de l'échantillon, la taille de l'échantillon peut atteindre 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(ii) Le processus de préparation des échantillons est simple, sans avoir à couper en fines tranches.
(iii) L'échantillon peut être translaté et tourné dans trois degrés d'espace dans la chambre d'échantillon, de sorte que l'échantillon puisse être observé sous différents angles.
(iv) La profondeur de champ est grande et l'image est riche en sens tridimensionnel. La profondeur de champ du SEM est des centaines de fois supérieure à celle du microscope optique et des dizaines de fois supérieure à celle du microscope électronique à transmission.
(E) la plage de grossissement de l'image est large, la résolution est également relativement élevée. Peut être agrandi d'une douzaine de fois à des centaines de milliers de fois, il comprend essentiellement la loupe, le microscope optique jusqu'à la plage de grossissement du microscope électronique à transmission. Résolution entre le microscope optique et le microscope électronique à transmission, jusqu'à 3 nm.
(vi) Les dommages et la contamination de l'échantillon par le faisceau d'électrons sont faibles.
(vii) Tout en observant la morphologie, d'autres signaux émis par l'échantillon peuvent également être utilisés pour l'analyse de la composition des micro-zones.
II-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 les forces d'interaction interatomiques extrêmement faibles entre la surface de l'échantillon à tester et un élément miniature sensible à la force. Une paire de micro-catilevers, extrêmement sensibles aux forces faibles, est fixée à une extrémité, et une petite pointe d'aiguille à l'autre extrémité est rapprochée de l'échantillon, qui interagira ensuite avec lui, et la force provoquera le micro-cantilever pour déformer ou changer leur état de mouvement. Lors du balayage de l'échantillon, ces changements sont détectés par des capteurs et des informations sur la répartition de la force peuvent être obtenues, obtenant ainsi des informations sur la morphologie et la structure de la surface ainsi que sur la rugosité de la surface avec une résolution nanométrique.
L'AFM présente de nombreux avantages par rapport à la microscopie électronique à balayage. Contrairement aux microscopes électroniques, qui ne peuvent fournir que des images bidimensionnelles, l’AFM fournit de véritables cartes de surface tridimensionnelles. De plus, l’AFM ne nécessite aucun traitement spécial de l’échantillon, tel qu’un placage en cuivre ou en carbone, qui pourrait causer des dommages irréversibles à l’échantillon. Troisièmement, alors que les microscopes électroniques doivent fonctionner dans des conditions de vide poussé, les AFM fonctionnent bien à pression atmosphérique et même dans des environnements liquides. Cela peut être utilisé pour étudier des macromolécules biologiques et même des tissus biologiques vivants. L'AFM a une applicabilité plus large que le microscope à effet tunnel (STM) en raison de sa capacité à observer des échantillons non conducteurs. Les microscopes à force à balayage, actuellement largement utilisés dans la recherche scientifique et dans l'industrie, sont basés sur la microscopie à force atomique.
Microscope à effet tunnel
① microscope à effet tunnel à balayage haute résolution avec une résolution spatiale au niveau atomique, sa résolution spatiale horizontale de l, résolution verticale de 0.1, ② le microscope à effet tunnel à balayage peut être utilisé dans le domaine de la microscopie à force atomique.
② Le microscope à effet tunnel peut sonder directement la structure de surface de l'échantillon et dessiner une image structurelle tridimensionnelle.
③ Le microscope à effet tunnel peut sonder la structure des substances sous vide, sous pression atmosphérique, dans l'air et même en solution. Puisqu'il n'y a pas de faisceau d'électrons à haute énergie, il n'y a aucun dommage à la surface (par exemple, rayonnement, dommage thermique, etc.), il est donc possible d'étudier la structure des biomolécules et la surface des membranes cellulaires vivantes dans un état physiologique. , et les échantillons ne seront pas endommagés et resteront intacts.
④ Le microscope à effet tunnel a une vitesse de balayage rapide, un temps d'acquisition de données court et une imagerie rapide, ce qui permet de réaliser des études cinétiques des processus vitaux.
⑤ Il ne nécessite aucun objectif et est de petite taille, c'est pourquoi certaines personnes l'appellent un « microscope de poche ».
