Diferenças entre microscópio eletrônico, microscópio de força atômica e microscópio de tunelamento de varredura
Características do microscópio eletrônico de varredura Comparado com o microscópio óptico e o microscópio eletrônico de transmissão, o microscópio eletrônico de varredura tem as seguintes características:
(1) A estrutura da superfície da amostra pode ser observada diretamente e o tamanho da amostra pode ser tão grande quanto 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(2) O processo de preparação da amostra é simples e não precisa ser fatiado.
(3) A amostra pode ser transladada e girada em três dimensões na sala de amostras, para que a amostra possa ser observada de vários ângulos.
(4) a profundidade de campo é grande e a imagem está repleta de sentido tridimensional. A profundidade de campo do microscópio eletrônico de varredura é centenas de vezes maior que a do microscópio óptico e dezenas de vezes maior que a do microscópio eletrônico de transmissão.
(5) A imagem possui ampla faixa de ampliação e alta resolução. Ele pode ser ampliado de dez a centenas de milhares de vezes, o que basicamente inclui a faixa de amplificação desde lupa, microscópio óptico até microscópio eletrônico de transmissão. A resolução está entre o microscópio óptico e o microscópio eletrônico de transmissão, que pode chegar a 3 nm.
(6) O feixe de elétrons causa menos danos e poluição à amostra.
(7) Ao observar a morfologia, também podemos utilizar outros sinais da amostra para análise da composição de microáreas.
microscópio de força atômica
O Microscópio de Força Atômica (AFM) é um instrumento analítico que pode ser usado para estudar a estrutura superficial de materiais sólidos, incluindo isolantes. Ele estuda a estrutura superficial e as propriedades da matéria, detectando a interação interatômica extremamente fraca entre a superfície da amostra a ser testada e um elemento sensível à microforça. Uma extremidade de um par de microcantilevers, que são extremamente sensíveis à força fraca, é fixa, e a pequena ponta da agulha na outra extremidade fica próxima da amostra. Neste momento, ele irá interagir com eles, e a força fará com que os microcantilevers se deformem ou mudem seu estado de movimento. Ao digitalizar a amostra, as informações de distribuição de força podem ser obtidas usando o sensor para detectar essas alterações, de modo a obter as informações de estrutura da morfologia da superfície e informações de rugosidade da superfície com resolução nanométrica.
Comparado com o microscópio eletrônico de varredura, o microscópio de força atômica tem muitas vantagens. Ao contrário do microscópio eletrônico, que só pode fornecer imagens bidimensionais, o AFM fornece mapas de superfície tridimensionais reais. Ao mesmo tempo, o AFM não necessita de nenhum tratamento especial na amostra, como revestimento de cobre ou carbono, o que causará danos irreversíveis à amostra. Em terceiro lugar, o microscópio eletrônico precisa operar em alto vácuo, e o microscópio de força atômica pode funcionar bem sob pressão normal e até mesmo em ambiente líquido. Isso pode ser usado para estudar macromoléculas biológicas e até mesmo tecidos biológicos vivos. Comparado com o microscópio de varredura por túnel, o microscópio de força atômica tem aplicabilidade mais ampla porque pode observar amostras não condutoras. Atualmente, o microscópio de força de varredura amplamente utilizado na pesquisa científica e na indústria é baseado no microscópio de força atômica.
STM
① O microscópio de tunelamento de varredura de alta resolução tem resolução espacial de nível atômico, com resolução espacial horizontal de L e resolução vertical de 0.1.
(2) O microscópio de varredura por tunelamento pode detectar diretamente a estrutura da superfície das amostras e desenhar imagens estruturais tridimensionais.
③ O microscópio de tunelamento de varredura pode detectar a estrutura da matéria no vácuo, pressão normal, ar e até mesmo em solução. Como não há feixe de elétrons de alta energia, não tem efeito destrutivo na superfície (como radiação, dano térmico, etc.), portanto pode estudar a estrutura superficial de macromoléculas biológicas e membranas celulares vivas sob condições fisiológicas, e o as amostras não serão danificadas e permanecerão intactas.
(4) O microscópio de tunelamento de varredura tem as vantagens de velocidade de varredura rápida, tempo curto de aquisição de dados e imagem rápida, portanto é possível realizar pesquisas dinâmicas sobre processos vitais.
⑤ Não precisa de nenhuma lente e é pequeno. Algumas pessoas chamam isso de “microscópio de bolso”.
