La différence entre le microscope électronique, le microscope à force atomique et le microscope à effet tunnel
un. 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 :
(1) La structure de 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 de tridimensionnalité. La profondeur de champ du microscope électronique à balayage est des centaines de fois supérieure à celle du microscope optique et des dizaines de fois supérieure à celle du microscope électronique à transmission.
(5) La plage de grossissement de l'image est large et la résolution est relativement élevée. Il peut être grossi 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 3nm.
(6) Les dommages et la contamination de l'échantillon par le faisceau d'électrons sont relativement faibles.
(7) Tout en observant la morphologie, d'autres signaux de l'échantillon peuvent également être utilisés pour l'analyse des micro-composants.
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 l'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 microcantilever sensibles à une force faible est fixe, et la petite pointe de l'autre extrémité est proche de l'échantillon. À ce moment, il interagira avec lui et la force déformera le microcantilever ou changera son état de mouvement. Lors de la numérisation de l'échantillon, utilisez le capteur pour détecter ces changements, et les informations de distribution de force peuvent être obtenues, afin d'obtenir les informations de structure de topographie de surface et les informations de rugosité de surface avec une résolution nanométrique.
La microscopie à force atomique présente de nombreux avantages par rapport à la microscopie électronique à balayage. Contrairement aux microscopes électroniques, qui ne fournissent que des images bidimensionnelles, les AFM fournissent de véritables cartes tridimensionnelles des surfaces. Dans le même temps, l'AFM ne nécessite aucun traitement spécial de l'échantillon, tel que le placage de cuivre ou le placage de carbone, qui peut causer des dommages irréversibles à l'échantillon. Troisièmement, les microscopes électroniques doivent fonctionner dans des conditions de vide poussé, tandis que 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 (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 Le microscope à effet tunnel à balayage haute résolution a une résolution spatiale au niveau atomique, sa résolution spatiale latérale est de 1 et sa résolution longitudinale est 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 Le microscope à effet tunnel à balayage peut détecter la structure de la matière dans le vide, la pression atmosphérique, l'air et même la solution. Puisqu'il n'y a pas de faisceau d'électrons à haute énergie, il n'y a pas d'effet destructeur sur la surface (comme le rayonnement, les dommages causés par la chaleur, etc.), de sorte qu'il peut étudier la structure des macromolécules biologiques et des surfaces des membranes cellulaires vivantes dans des conditions physiologiques, et le les échantillons ne seront pas endommagés et resteront intacts.
④ La vitesse de balayage du microscope à effet tunnel est rapide, le temps d'obtention des données est court et l'imagerie est également rapide, il est donc possible d'effectuer des recherches dynamiques sur les processus vitaux.
⑤ Il n'a pas besoin d'objectif et est de petite taille. Certains l'appellent "microscope de poche".
