전자현미경, 원자력현미경, 주사터널링현미경의 차이점
주사전자현미경의 특성 광학현미경 및 투과전자현미경과 비교하여 주사전자현미경은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
(1) 시료의 표면구조를 직접 관찰할 수 있으며, 시료의 크기는 120mm×80mm×50mm까지 가능하다.
(2) 시료 준비 과정이 간단하고 쪼개질 필요가 없습니다.
(3) 시료실에서는 시료를 3차원으로 병진 및 회전시킬 수 있어 다양한 각도에서 시료를 관찰할 수 있습니다.
(4) 피사계 심도가 넓고 이미지가 입체감이 넘칩니다. 주사전자현미경의 피사계심도는 광학현미경의 수백배, 투과전자현미경의 수십배 더 크다.
(5) 이미지의 배율 범위가 넓고 해상도가 높습니다. 10배에서 수십만배까지 확대할 수 있으며, 기본적으로 돋보기, 광학현미경, 투과전자현미경 등의 증폭 범위를 포함합니다. 해상도는 광학현미경과 투과전자현미경 사이에 있으며 3nm에 도달할 수 있습니다.
(6) 전자빔은 시료에 대한 손상과 오염이 적습니다.
(7) 형태를 관찰하는 동안 미세 영역 구성 분석을 위해 샘플의 다른 신호를 사용할 수도 있습니다.
원자력 현미경
원자현미경(AFM)은 절연체를 포함한 고체 물질의 표면 구조를 연구하는 데 사용할 수 있는 분석 장비입니다. 테스트할 샘플 표면과 미시력 감지 요소 사이의 극히 약한 원자간 상호 작용을 감지하여 물질의 표면 구조와 특성을 연구합니다. 약한 힘에 매우 민감한 한 쌍의 마이크로 캔틸레버의 한쪽 끝은 고정되어 있고, 다른 쪽 끝의 작은 바늘 끝은 샘플에 가깝습니다. 이때 마이크로 캔틸레버는 상호 작용하고 힘으로 인해 마이크로 캔틸레버가 변형되거나 동작 상태가 변경됩니다. 샘플을 스캔할 때 센서를 사용하여 이러한 변화를 감지함으로써 힘 분포 정보를 얻을 수 있으며, 이를 통해 나노미터 해상도의 표면 형태 구조 정보 및 표면 거칠기 정보를 얻을 수 있습니다.
주사전자현미경과 비교하여 원자력현미경은 많은 장점을 가지고 있습니다. 2차원 이미지만 제공할 수 있는 전자현미경과 달리 AFM은 실제 3차원 표면 맵을 제공합니다. 동시에 AFM은 샘플에 돌이킬 수 없는 손상을 일으키는 구리 도금이나 탄소 도금과 같은 샘플에 대한 특별한 처리가 필요하지 않습니다. 셋째, 전자현미경은 고진공에서 작동해야 하며 원자현미경은 상압 및 액체 환경에서도 잘 작동할 수 있습니다. 이는 생물학적 거대분자와 살아있는 생물학적 조직을 연구하는 데 사용될 수 있습니다. 주사형 터널링 현미경에 비해 원자력 현미경은 비전도성 샘플을 관찰할 수 있기 때문에 적용 범위가 더 넓습니다. 현재 과학 연구 및 산업에서 널리 사용되는 주사력 현미경은 원자력 현미경을 기반으로 합니다.
STM
① 고분해능 주사터널링현미경은 원자 수준의 공간 분해능을 가지며, 수평 공간 분해능은 L, 수직 분해능은 0.1이다.
(2) 주사형 터널링 현미경은 시료의 표면 구조를 직접 감지하고 3차원 구조 이미지를 그릴 수 있습니다.
③ 주사형 터널링 현미경은 진공, 상압, 공기, 심지어 용액 속에서도 물질의 구조를 탐지할 수 있다. 고에너지 전자빔이 없기 때문에 표면에 파괴적인 영향(방사선, 열 손상 등)이 없으므로 생리학적 조건 하에서 생물학적 거대분자와 살아있는 세포막의 표면 구조를 연구할 수 있으며, 샘플은 손상되지 않고 그대로 유지됩니다.
(4) 주사터널링현미경은 주사속도가 빠르고, 데이터 취득시간이 짧으며, 영상화가 빠른 장점이 있어 생명과정에 대한 역동적인 연구가 가능하다.
⑤ 렌즈가 필요 없으며 크기도 작습니다. 어떤 사람들은 그것을 "주머니 현미경"이라고 부릅니다.
