Hvad er de forskellige typer scanningsmikroskoper?
Der er flere typer scanningsmikroskoper, herunder scanningselektronmikroskop, scanning af tunnelmikroskop og atomkraftmikroskop. Scanning af mikroskoper består typisk af en sonde eller en stråle af elektroner, der scanner overfladen af en prøve. Interaktionen mellem scanningsmikroskopet og prøven producerer målbare data, såsom ændringen i strøm, sondeafbøjning eller produktion af sekundære elektroner. Disse data bruges til at skabe et billede af overfladen af prøven på atomniveau.
Scanningselektronmikroskopet er en af flere typer scanningsmikroskoper, der bruges til at forestille sig en prøve. Mikroskopet detekterer signaler, der er resultatet af interaktionen af dens elektronstråle med atomerne på overfladen af prøven. Flere typer signaler produceres normalt, herunder lette, røntgenstråler og elektroner.
Der er flere typer elektroner, der kan måles ved dette mikroskop inklusive transmitterede elektroner, back-spredte elektronerog sekundære elektroner. Scanning af elektronmikroskoper har typisk en detektor for sekundære elektroner, der er løsnet elektroner produceret fra en primær strålekilde, nemlig elektronstrålen. De sekundære elektroner giver information om den fysiske struktur af overfladen på atomniveau. Generelt billeder af mikroskoperne et område på 1-5 nanometre.
Scanningsmikroskoper, der bruger en sonde, såsom scanningstunnelmikroskop, producerer billeder med højere opløsning end scanningselektronmikroskopet. Scanningstunnelmikroskopet har et ledende spids, der er placeret meget tæt på prøven. En spændingsforskel mellem den ledende spids og prøven får elektroner til at tunneles fra prøven til spidsen.
Når elektronerne krydser, dannes og måles en tunnelstrøm. Efterhånden som den ledende tip flyttes, ændres de nuværende, hvilket afspejler forskellei højde eller densitet på overfladen af prøven. Med disse data konstrueres et billede af overfladen på atomniveauet.
Atomkraftmikroskopet er et andet scanningsmikroskop, der har en sonde. Det består af en cantilever og et skarpt spids, der er placeret nær prøvens overflade. Når spidsen nærmer sig prøven, får kræfter mellem spidsen og prøven cantilever til at aflede. Typisk inkluderer kræfter mekanisk kontaktkraft, van der Waals Force og elektrostatisk kraft.
Typisk måles cantilever -afbøjningen ved hjælp af en laser, der er fokuseret på den øverste overflade af cantilever. Afbøjningen afslører den fysiske form på overfladen på et bestemt punkt. Både prøven og sonden flyttes for at scanne hele overfladen. Et billede er konstrueret ud fra de data, der er opnået af laseren.