Sự khác biệt giữa kính hiển vi điện tử, kính hiển vi lực nguyên tử và kính hiển vi quét đường hầm
một. 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 các đặc điểm sau:
(1) Có thể quan sát trực tiếp cấu trúc bề mặt của mẫu và kích thước của mẫu có thể lớn tới 120mm×80mm×50mm.
(2) Quy trình chuẩn bị mẫu đơn giản, không cần cắt thành lát mỏng.
(3) Mẫu có thể được dịch và xoay trong không gian ba chiều trong buồng mẫu, do đó có thể quan sát mẫu từ nhiều góc độ khác nhau.
(4) Độ sâu trường ảnh lớn và hình ảnh có đầy đủ ba chiều. Độ sâu trường ảnh của kính hiển vi điện tử quét 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.
(5) Phạm vi phóng đại của hình ảnh rộng và độ phân giải tương đối cao. Nó có thể được phóng đại gấp mười lần đến hàng trăm nghìn lần và về cơ bản nó bao gồm phạm vi phóng đại từ kính lúp, kính hiển vi quang học đến kính hiển vi điện tử truyền qua. Độ phân giải nằm giữa kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử truyền qua, lên đến 3nm.
(6) Thiệt hại và ô nhiễm của mẫu bởi chùm tia điện tử là tương đối nhỏ.
(7) Trong khi quan sát hình thái, các tín hiệu khác từ mẫu cũng có thể được sử dụng để phân tích thành phần vi mô.
2. 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 sự tương tác giữa các nguyên tử cực kỳ yếu giữa bề mặt của mẫu được thử nghiệm và một phần tử nhạy cảm với lực thu nhỏ. Một đầu của một cặp công xôn siêu nhỏ nhạy cảm với lực yếu được cố định và đầu nhỏ của đầu kia gần với mẫu. Lúc này nó sẽ tương tác với nó, và lực sẽ làm cho microcantilever biến dạng hoặc thay đổi trạng thái chuyển động. Khi quét mẫu, sử dụng cảm biến để phát hiện những thay đổi này và có thể thu được thông tin phân bố lực, để thu được thông tin cấu trúc địa hình bề mặt và thông tin độ nhám bề mặt với độ phân giải nanomet.
Kính hiển vi lực nguyên tử có nhiều ưu điểm hơn kính hiển vi điện tử quét. Không giống như kính hiển vi điện tử chỉ cung cấp hình ảnh hai chiều, AFM cung cấp bản đồ bề mặt ba chiều thực sự. Đồng thời, AFM không yêu cầu bất kỳ phương pháp xử lý đặc biệt nào đối với mẫu, chẳng hạn như mạ đồng hoặc mạ carbon, có thể gây ra hư hỏng không thể phục hồi cho mẫu. Thứ ba, kính hiển vi điện tử cần hoạt động trong điều kiện chân không cao, trong khi kính hiển vi lực nguyên tử có thể hoạt động tốt trong điều kiện áp suất thường và cả 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. So với kính hiển vi quét xuyên hầm (Scanning Tunneling Microscope), kính hiển vi lực nguyên tử có khả năng ứng dụng rộng rãi hơn vì nó có thể quan sát được các mẫu không dẫn điện. Kính hiển vi lực quét, được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu khoa học và công nghiệp, dựa trên kính hiển vi lực nguyên tử.
3. Kính hiển vi quét đường hầm
① Kính hiển vi quét đường hầm có độ phân giải cao có độ phân giải không gian cấp nguyên tử, độ phân giải không gian ngang là 1 và độ phân giải dọc là 0.1.
② Kính hiển vi quét đường hầm có thể phát hiện trực tiếp cấu trúc bề mặt của mẫu và có thể vẽ hình ảnh cấu trúc ba chiều.
③ Kính hiển vi quét đường hầm có thể phát hiện cấu trúc của vật chất trong chân không, áp suất khí quyển, không khí và thậm chí cả dung dịch. Do không có chùm điện tử năng lượng cao nên không có tác động phá hủy bề mặt (như bức xạ, tổn thương nhiệt, v.v.), do đó, nó có thể nghiên cứu cấu trúc của các đại phân tử sinh học và bề mặt màng tế bào sống trong điều kiện sinh lý, và mẫu sẽ không bị hư hỏng và vẫn còn nguyên vẹn.
④ Tốc độ quét của kính hiển vi quét đường hầm nhanh, thời gian thu thập dữ liệu ngắn và hình ảnh cũng nhanh, do đó có thể thực hiện nghiên cứu động về các quá trình sống.
⑤ Nó không cần bất kỳ ống kính nào và có kích thước nhỏ. Một số người gọi nó là "kính hiển vi bỏ túi".
