Jaké jsou různé typy skenovacích mikroskopů?

Existuje několik typů skenovacích mikroskopů včetně skenovacího elektronového mikroskopu, skenovacího tunelového mikroskopu a mikroskopu atomové síly. Skenovací mikroskopy se obvykle skládají ze sondy nebo svazku elektronů, který skenuje povrch vzorku. Interakce mezi skenovacím mikroskopem a vzorkem vytváří měřitelná data, jako je změna proudu, vychýlení sondy nebo produkce sekundárních elektronů. Tato data se používají k vytvoření obrazu povrchu vzorku na atomové úrovni.

Skenovací elektronový mikroskop je jedním z několika typů skenovacích mikroskopů používaných k zobrazení vzorku. Mikroskop detekuje signály, které jsou výsledkem interakce jeho elektronového paprsku s atomy na povrchu vzorku. Obvykle se produkuje několik typů signálů, včetně světla, rentgenového záření a elektronů.

Mikroskopem lze měřit několik typů elektronů, včetně přenášených elektronů, zpětně rozptýlených elektronů a sekundárních elektronů. Skenovací elektronové mikroskopy mají obvykle detektor sekundárních elektronů, což jsou uvolněné elektrony produkované z primárního zdroje záření, jmenovitě elektronového paprsku. Sekundární elektrony poskytují informaci o fyzické struktuře povrchu na atomové úrovni. Obecně mikroskop zobrazuje oblast 1-5 nanometrů.

Skenovací mikroskopy využívající sondu, jako je skenovací tunelovací mikroskop, vytvářejí obrazy s vyšším rozlišením než skenovací elektronový mikroskop. Skenovací tunelovací mikroskop má vodivou špičku, která je umístěna velmi blízko vzorku. Rozdíl napětí mezi vodivou špičkou a vzorkem způsobuje, že elektrony tunují od vzorku ke špičce.

Jak elektrony procházejí, vytváří se a měří se tunelovací proud. Jak se vodivý hrot pohybuje, mění se proud, což odráží rozdíly ve výšce nebo hustotě na povrchu vzorku. Na základě těchto údajů je sestaven obraz povrchu na atomové úrovni.

Mikroskop atomové síly je další skenovací mikroskop, který obsahuje sondu. Skládá se z konzoly a ostré špičky, která je umístěna blízko povrchu vzorku. Když se špička přiblíží ke vzorku, síly mezi špičkou a vzorkem způsobí vychýlení konzoly. Síly obvykle zahrnují mechanickou kontaktní sílu, van der Waalsovu sílu a elektrostatickou sílu.

Průhyb konzoly se obvykle měří pomocí laseru, který je zaostřen na horní povrch konzoly. Průhyb odhaluje fyzický tvar povrchu v určitém bodě. Jak vzorek, tak sonda jsou přemístěny pro skenování celého povrchu. Obraz je sestaven z dat získaných laserem.