Différences entre le microscope électronique, le microscope à force atomique et le microscope à effet tunnel
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 tranché.
(3) L'échantillon peut être déplacé et tourné en trois dimensions dans la salle d'échantillonnage, de sorte qu'il puisse être observé sous différents angles.
(4) la profondeur de champ est grande et l'image est pleine de sens tridimensionnel. La profondeur de champ du microscope électronique à balayage est plusieurs centaines de fois supérieure à celle du microscope optique et des dizaines de fois supérieure à celle du microscope électronique à transmission.
(5) L'image a une large plage de grossissement et une haute résolution. Il peut être agrandi de dix fois à des centaines de milliers de fois, ce qui comprend essentiellement la plage d'amplification 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, qui peut atteindre 3 nm.
(6) Le faisceau d'électrons provoque moins de dommages et de pollution sur l'échantillon.
(7) Tout en observant la morphologie, nous pouvons également utiliser d'autres signaux de l'échantillon pour l'analyse de la composition des micro-zones.
microscope à force atomique
Le microscope à force atomique (AFM) est 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 de la matière en détectant l'interaction interatomique extrêmement faible entre la surface de l'échantillon à tester et un élément sensible à la micro-force. Une extrémité d'une paire de micro-catilevers, extrêmement sensibles à une force faible, est fixe et la petite pointe de l'aiguille à l'autre extrémité est proche de l'échantillon. À ce moment-là, il interagira avec eux et la force fera déformer les micro-cantilevers ou changer leur état de mouvement. Lors du balayage de l'échantillon, les informations de répartition de force peuvent être obtenues à l'aide du capteur pour détecter ces changements, de manière à obtenir les informations sur la structure morphologique de la surface et les informations sur la rugosité de la surface avec une résolution nanométrique.
Comparé au microscope électronique à balayage, le microscope à force atomique présente de nombreux avantages. Contrairement au microscope électronique, qui ne peut fournir que des images en deux dimensions, l’AFM fournit de véritables cartes de surface en trois dimensions. Dans le même temps, l’AFM ne nécessite aucun traitement spécial sur l’échantillon, tel qu’un placage en cuivre ou en carbone, qui causerait des dommages irréversibles à l’échantillon. Troisièmement, le microscope électronique doit fonctionner sous vide poussé et le microscope à force atomique peut bien fonctionner sous pression normale et même dans un environnement liquide. 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. À l'heure actuelle, le microscope à force de balayage largement utilisé dans la recherche scientifique et l'industrie est basé sur le microscope à force atomique.
STM
① Le microscope à effet tunnel à balayage haute résolution a la résolution spatiale du niveau atomique, avec la résolution spatiale horizontale de L et la résolution verticale de 0.1.
(2) Le microscope à effet tunnel peut détecter directement la structure de surface des échantillons et dessiner des images structurelles tridimensionnelles.
③ Le microscope à effet tunnel peut détecter la structure de la matière sous vide, à pression normale, dans l'air et même dans une solution. Parce qu'il n'y a pas de faisceau d'électrons à haute énergie, il n'a aucun effet destructeur sur la surface (comme les radiations, les dommages thermiques, etc.), il peut donc étudier la structure de surface des macromolécules biologiques et des membranes cellulaires vivantes dans des conditions physiologiques, et le les échantillons ne seront pas endommagés et resteront intacts.
(4) Le microscope à effet tunnel présente les avantages d'une vitesse de balayage rapide, d'un temps d'acquisition de données court et d'une imagerie rapide, il est donc possible d'effectuer des recherches dynamiques sur les processus de vie.
⑤ Il n'a besoin d'aucun objectif et il est de petite taille. Certains l’appellent « microscope de poche ».
