Sự khác biệt giữa kính hiển vi điện tử, kính hiển vi lực nguyên tử và kính hiển vi quét đường hầm
I. Đặc điểm của kính hiển vi điện tử quét So với kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử truyền qua, kính hiển vi điện tử quét có những đặc điểm sau:
(i) khả năng quan sát trực tiếp cấu trúc bề mặt mẫu, kích thước mẫu có thể lớn tới 120mm × 80mm × 50mm.
(ii) Quá trình chuẩn bị mẫu đơn giản, không cần phải cắt thành từng lát mỏng.
(iii) Mẫu có thể được dịch chuyển và xoay theo ba độ không gian trong buồng mẫu, để có thể quan sát mẫu từ nhiều góc độ khác nhau.
(iv) Độ sâu trường ảnh lớn và hình ảnh có cảm giác ba chiều. Độ sâu trường ảnh của SEM lớn hơn hàng trăm lần so với kính hiển vi quang học và lớn hơn hàng chục lần so với kính hiển vi điện tử truyền qua.
(E) Phạm vi phóng đại hình ảnh rộng, độ phân giải cũng tương đối cao. Có thể phóng đại hàng chục lần đến hàng trăm nghìn lần, về cơ bản nó bao gồm từ kính lúp, kính hiển vi quang học cho đến phạm vi phóng đại của kính hiển vi điện tử truyền qua. Độ phân giải giữa kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử truyền qua, lên tới 3nm.
(vi) Mức độ hư hại và nhiễm bẩn của mẫu do chùm tia điện tử gây ra là nhỏ.
(vii) Trong khi quan sát hình thái, các tín hiệu khác phát ra từ mẫu cũng có thể được sử dụng để phân tích thành phần vi khu vực.
II-Kính hiển vi lực nguyên tử
Kính hiển vi lực nguyên tử (AFM), một công cụ phân tích có thể được sử dụng để nghiên cứu cấu trúc bề mặt của vật liệu rắn, bao gồm cả chất cách điện. Nó nghiên cứu cấu trúc bề mặt và tính chất của các chất bằng cách phát hiện lực tương tác tương tác nguyên tử cực kỳ yếu giữa bề mặt của mẫu cần kiểm tra và một phần tử nhạy cảm với lực thu nhỏ. Một cặp công xôn siêu nhỏ, cực kỳ nhạy cảm với lực yếu, được cố định ở một đầu và một đầu kim nhỏ ở đầu kia được đưa đến gần mẫu, sau đó sẽ tương tác với mẫu và lực sẽ gây ra hiện tượng công xôn siêu nhỏ để biến dạng hoặc thay đổi trạng thái chuyển động của chúng. Khi quét mẫu, những thay đổi này được phát hiện bởi các cảm biến và có thể thu được thông tin về sự phân bố lực, từ đó thu được thông tin về hình thái và cấu trúc bề mặt cũng như độ nhám bề mặt với độ phân giải nanomet.
AFM có nhiều ưu điểm so với kính hiển vi điện tử quét. Không giống như kính hiển vi điện tử chỉ có thể cung cấp hình ảnh hai chiều, AFM cung cấp bản đồ bề mặt ba chiều thực sự. Ngoài ra, AFM không yêu cầu bất kỳ xử lý đặc biệt nào đối với mẫu, chẳng hạn như mạ đồng hoặc cacbon, có thể gây ra hư hỏng không thể phục hồi cho mẫu. Thứ ba, trong khi kính hiển vi điện tử cần hoạt động trong điều kiện chân không cao thì AFM hoạt động tốt ở áp suất khí quyển và thậm chí trong môi trường chất lỏng. Điều này có thể được sử dụng để nghiên cứu các đại phân tử sinh học và thậm chí cả các mô sinh học sống. AFM có khả năng ứng dụng rộng rãi hơn Kính hiển vi quét đường hầm (STM) nhờ khả năng quan sát các mẫu không dẫn điện. Kính hiển vi lực quét hiện đang được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu khoa học và công nghiệp dựa trên kính hiển vi lực nguyên tử.
Kính hiển vi quét sử dụng hiệu ứng đường hầm
① kính hiển vi quét đường hầm có độ phân giải cao với độ phân giải không gian ở cấp độ nguyên tử, độ phân giải không gian theo chiều ngang là l, độ phân giải dọc là 0.1, ② kính hiển vi quét đường hầm có thể được sử dụng trong lĩnh vực kính hiển vi lực nguyên tử.
② kính hiển vi quét đường hầm có thể thăm dò trực tiếp cấu trúc bề mặt của mẫu, có thể vẽ hình ảnh cấu trúc ba chiều.
③ Kính hiển vi quét đường hầm có thể thăm dò cấu trúc của các chất trong chân không, áp suất khí quyển, không khí và thậm chí cả trong dung dịch. Do không có chùm tia điện tử năng lượng cao nên không gây tổn hại bề mặt (ví dụ như bức xạ, tổn thương nhiệt, v.v.) nên có thể nghiên cứu cấu trúc của các phân tử sinh học và bề mặt màng tế bào sống ở trạng thái sinh lý , và các mẫu sẽ không bị hư hỏng và vẫn còn nguyên vẹn.
④ Kính hiển vi quét đường hầm có tốc độ quét nhanh, thời gian thu thập dữ liệu ngắn và chụp ảnh nhanh, giúp thực hiện các nghiên cứu động học của các quá trình sống.
⑤ Nó không cần bất kỳ ống kính nào và có kích thước nhỏ nên một số người gọi nó là "kính hiển vi bỏ túi".
