Jakie są różne typy mikroskopów skaningowych?

Istnieje kilka rodzajów mikroskopów skaningowych, w tym skaningowy mikroskop elektronowy, skaningowy mikroskop tunelowy i mikroskop siły atomowej.Zazwyczaj mikroskopy skaningowe składają się z sondy lub wiązki elektronów, które skanują powierzchnię próbki.Interakcja między mikroskopem skanującym a próbką wytwarza wymierne dane, takie jak zmiana prądu, ugięcia sondy lub wytwarzanie elektronów wtórnych.Dane te służą do utworzenia obrazu powierzchni próbki na poziomie atomowym.

Skaningowy mikroskop elektronowy jest jednym z kilku rodzajów mikroskopów skaningowych używanych do obrazu próbki.Mikroskop wykrywa sygnały wynikające z interakcji wiązki elektronów z atomami na powierzchni próbki.Zwykle wytwarzane są kilka rodzajów sygnałów, w tym światło, promieniowanie rentgenowskie i elektrony.

Istnieje kilka rodzajów elektronów, które można zmierzyć za pomocą tego mikroskopu, w tym elektron przesyłanych, elektronów rozproszonych tylnych i wtórnych elektronów.Zazwyczaj skaningowe mikroskopy elektronowe mają detektor dla elektronów wtórnych, które są przesyłane elektrony wytwarzane z pierwotnego źródła promieniowania, a mianowicie wiązki elektronów.Elektrony wtórne podają informacje o fizycznej strukturze powierzchni na poziomie atomowym.Zasadniczo mikroskop obrazuje obszar 1-5 nanometrów.

Mikroskopy skaningowe, które wykorzystują sondę, taką jak skaningowy mikroskop tunelowy, wytwarzają obrazy o wyższej rozdzielczości niż skaningowy mikroskop elektronowy.Mikroskop tunelowania skanującego ma końcówkę przewodzącą, która jest umieszczona bardzo blisko próbki.Różnica napięcia między końcówką przewodzącą a próbką powoduje tunel elektronów od próbki do końcówki.

Gdy elektrony krzyżują się, prąd tunelowania jest tworzony i mierzony.W miarę poruszania końcówki przewodzącej prąd zmienia się, odzwierciedlając różnice wysokości lub gęstości na powierzchni próbki.Przy tych danych konstruuje się obraz powierzchni na poziomie atomowym.

Mikroskop siły atomowej to kolejny mikroskop skanujący, który ma sondę.Składa się z wspornika i ostrej końcówki umieszczonej w pobliżu powierzchni próbki.Gdy końcówka zbliża się do próbki, siły między końcówką a próbką powodują odchylenie wspornika.Zazwyczaj siły obejmują mechaniczną siłę kontaktową, siłę Van der Waalsa i siłę elektrostatyczną.

Zazwyczaj ugięcie wspornikowe jest mierzone za pomocą lasera, który jest skupiony na górnej powierzchni wspornika.Odchylenie ujawnia fizyczny kształt powierzchni w określonym punkcie.Zarówno próbka, jak i sonda są przenoszone w celu zeskanowania całej powierzchni.Obraz jest konstruowany na podstawie danych uzyskanych przez laser.