Hva er de forskjellige typene for skanningmikroskop?

Det er flere typer skanningsmikroskop inkludert skanneelektronmikroskop, skanning av tunnelmikroskop og atomkraftmikroskop. Vanligvis består skanningsmikroskop av en sonde eller en elektronstråle som skanner overflaten til en prøve. Samspillet mellom skannemikroskopet og prøven produserer målbare data, for eksempel endring i strøm, sondedefleksjon eller produksjon av sekundære elektroner. Disse dataene brukes til å lage et bilde av overflaten av prøven på atomnivå.

Skanneelektronmikroskopet er en av flere typer skannemikroskop som brukes til å avbilde en prøve. Mikroskopet oppdager signaler som er et resultat av interaksjonen mellom elektronstrålen og atomene på overflaten av prøven. Flere typer signaler produseres vanligvis inkludert lys, røntgenstråler og elektroner.

Det er flere typer elektroner som kan måles med dette mikroskopet, inkludert overførte elektroner, ryggspredte elektroner og sekundære elektroner. Vanligvis har skannende elektronmikroskop en detektor for sekundære elektroner, som er løsrevne elektroner produsert fra en primær strålingskilde, nemlig elektronstrålen. De sekundære elektronene gir informasjon om den fysiske strukturen på overflaten på atomnivå. Generelt viser mikroskopet et område på 1-5 nanometer.

Skanningsmikroskop som bruker en sonde, for eksempel skanningstunnelmikroskopet, gir bilder med høyere oppløsning enn skanningselektronmikroskopet. Skannetunnelmikroskopet har en ledende spiss som er plassert veldig nær prøven. En spenningsforskjell mellom ledende spissen og prøven får elektroner til å tunnelere fra prøven til spissen.

Når elektronene krysser, dannes og måles en tunnelstrøm. Når den ledende spissen beveges, endres strømmen, noe som gjenspeiler forskjeller i høyde eller tetthet på overflaten av prøven. Med disse dataene konstrueres et bilde av overflaten på atomnivå.

Atomkraftmikroskopet er et annet skanningsmikroskop som har en sonde. Den består av en uttak og en skarp spiss som er plassert nær overflaten av prøven. Når spissen nærmer seg prøven, fører krefter mellom spissen og prøven til at uttaket avbøyer. Typisk inkluderer krefter mekanisk kontaktkraft, van der Waals-kraft og elektrostatisk kraft.

Typisk måles uttakets avbøyning ved bruk av en laser som er fokusert på den øverste overflaten av uttaket. Avbøyningen avslører overflatenes fysiske form på et bestemt punkt. Både prøven og sonden flyttes for å skanne hele overflaten. Et bilde er konstruert fra dataene innhentet av laseren.