Wat zijn de verschillende soorten scanmicroscopen?

Er zijn verschillende soorten scanningmicroscopen, waaronder de scanningelektronenmicroscoop, scanning tunneling microscope en atomic force microscope. Gewoonlijk bestaan ​​scanmicroscopen uit een sonde of een elektronenstraal die het oppervlak van een monster scant. De interactie tussen de scanmicroscoop en het monster levert meetbare gegevens op, zoals de verandering in stroom, sondeafbuiging of de productie van secundaire elektronen. Deze gegevens worden gebruikt om een ​​afbeelding van het oppervlak van het monster op atomair niveau te maken.

De scanning elektronenmicroscoop is een van de verschillende soorten scanning microscopen die worden gebruikt om een ​​monster af te beelden. De microscoop detecteert signalen die het gevolg zijn van de interactie van zijn elektronenstraal met de atomen op het oppervlak van het monster. Meestal worden verschillende soorten signalen geproduceerd, waaronder licht, röntgenstralen en elektronen.

Er zijn verschillende soorten elektronen die met deze microscoop kunnen worden gemeten, waaronder uitgezonden elektronen, terugverstrooide elektronen en secundaire elektronen. Kenmerkend hebben aftastende elektronenmicroscopen een detector voor secundaire elektronen, die losgeraakte elektronen worden geproduceerd uit een primaire stralingsbron, namelijk de elektronenstraal. De secundaire elektronen geven informatie over de fysieke structuur van het oppervlak op atomair niveau. Over het algemeen beeldt de microscoop een gebied van 1-5 nanometer af.

Scanmicroscopen die een sonde gebruiken, zoals de scanning tunneling microscoop, produceren beelden met een hogere resolutie dan de scanning elektronenmicroscoop. De scanning tunneling microscoop heeft een geleidende tip die zeer dicht bij het monster wordt geplaatst. Een spanningsverschil tussen de geleidende tip en het monster zorgt ervoor dat elektronen van het monster naar de tip tunnelen.

Terwijl de elektronen elkaar kruisen, wordt een tunnelstroom gevormd en gemeten. Terwijl de geleidende tip wordt verplaatst, verandert de stroom, als gevolg van verschillen in hoogte of dichtheid op het oppervlak van het monster. Met deze gegevens wordt een afbeelding van het oppervlak op atomair niveau geconstrueerd.

De atoomkrachtmicroscoop is een andere scanmicroscoop met een sonde. Het bestaat uit een cantilever en een scherpe punt die nabij het oppervlak van het monster wordt geplaatst. Wanneer de punt het monster nadert, veroorzaken krachten tussen de punt en het monster dat de cantilever buigt. Typische krachten omvatten mechanische contactkracht, van der Waals-kracht en elektrostatische kracht.

Typisch wordt de cantileverafbuiging gemeten met behulp van een laser die op het bovenoppervlak van de cantilever is gefocust. De afbuiging onthult de fysieke vorm van het oppervlak op een bepaald punt. Zowel het monster als de sonde worden verplaatst om het gehele oppervlak te scannen. Een afbeelding wordt opgebouwd uit de gegevens verkregen door de laser.