전자현미경, 원자력현미경, 주사터널링현미경의 차이점
I. 주사전자현미경의 특성 광학현미경, 투과전자현미경과 비교하여 주사전자현미경은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
(i) 시료 표면의 구조를 직접 관찰할 수 있는 능력, 시료의 크기는 120mm × 80mm × 50mm까지 가능합니다.
(ii) 시료 준비 과정은 얇게 자르지 않고도 간단합니다.
(iii) 시료 챔버 내에서 시료는 3도의 공간에서 평행 이동 및 회전할 수 있으므로 다양한 각도에서 시료를 관찰할 수 있습니다.
(iv) 피사계 심도가 깊어 입체감이 풍부한 영상입니다. SEM의 피사계 심도는 광학 현미경보다 수백 배 더 크고 투과 전자 현미경보다 수십 배 더 큽니다.
(E) 이미지 배율 범위가 넓고 해상도도 상대적으로 높습니다. 수십배에서 수십만배까지 확대할 수 있으며, 기본적으로 돋보기, 광학현미경부터 투과전자현미경의 배율 범위까지 포함됩니다. 광학현미경과 투과전자현미경 사이의 분해능은 최대 3nm입니다.
(vi) 전자빔에 의한 시료의 손상 및 오염이 적다.
(vii) 형태를 관찰하는 동안 샘플에서 방출되는 다른 신호도 미세 영역 구성 분석에 사용될 수 있습니다.
II-원자력 현미경
AFM(Atomic Force Microscope)은 절연체를 포함한 고체 물질의 표면 구조를 연구하는 데 사용할 수 있는 분석 장비입니다. 테스트할 샘플 표면과 소형 힘 감지 요소 사이의 매우 약한 원자간 상호 작용 힘을 감지하여 물질의 표면 구조와 특성을 조사합니다. 약한 힘에 매우 민감한 한 쌍의 마이크로 캔틸레버를 한쪽 끝에 고정하고 다른 쪽 끝에 있는 작은 바늘 끝을 시료에 가까이 가져가면 시료와 상호 작용하여 힘이 발생합니다. 마이크로 캔틸레버는 운동 상태를 변형하거나 변경합니다. 샘플을 스캔할 때 이러한 변화는 센서에 의해 감지되고 힘의 분포에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 이를 통해 나노미터 해상도의 표면 거칠기뿐만 아니라 표면 형태 및 구조에 대한 정보를 얻을 수 있습니다.
AFM은 주사전자현미경에 비해 많은 장점을 가지고 있습니다. 2차원 이미지만 제공할 수 있는 전자현미경과 달리 AFM은 진정한 3차원 표면 지도를 제공합니다. 또한 AFM은 샘플에 돌이킬 수 없는 손상을 일으킬 수 있는 구리 또는 탄소 도금과 같은 샘플의 특별한 처리를 요구하지 않습니다. 셋째, 전자현미경은 고진공 조건에서 작동해야 하지만 AFM은 대기압은 물론 액체 환경에서도 잘 작동합니다. 이는 생물학적 거대분자와 살아있는 생물학적 조직을 연구하는 데 사용될 수 있습니다. AFM은 비전도성 샘플을 관찰할 수 있는 능력으로 인해 주사형 터널링 현미경(STM)보다 적용 범위가 더 넓습니다. 현재 과학 연구 및 산업 분야에서 널리 사용되는 주사력 현미경은 원자력 현미경을 기반으로 합니다.
스캐닝 터널링 현미경
① 원자 수준의 공간 분해능, 수평 공간 분해능 l, 수직 분해능 0.1을 갖는 고해상도 주사 터널링 현미경, ② 주사 터널링 현미경은 원자간력 현미경 분야에서 사용될 수 있습니다.
② 주사형 터널링 현미경은 샘플의 표면 구조를 직접 조사하여 3차원 구조 이미지를 그릴 수 있습니다.
③ 주사형 터널링 현미경은 진공, 대기압, 공기, 심지어 용액 속에서도 물질의 구조를 조사할 수 있습니다. 고에너지 전자빔이 없기 때문에 표면에 손상(방사선, 열손상 등)이 없으므로 생리학적 상태에서 생체분자의 구조 및 살아있는 세포막 표면의 연구가 가능하다. , 샘플은 손상되지 않고 그대로 유지됩니다.
④ 주사형 터널링 현미경은 주사 속도가 빠르고, 데이터 획득 시간이 짧으며, 이미징 속도가 빨라 생명 과정의 동역학 연구가 가능합니다.
⑤ 렌즈가 필요 없고 크기도 작아서 '소형현미경'이라고 부르는 사람도 있다.
