Mikroskopie skenovací sondou: 5 důležitých pojmů

by

Obsah: Mikroskopie skenovací sondy

Co je mikroskopie skenovací sondy?

Mikroskopie skenovací sondy nebo SPM je mikroskopická technika, která produkuje obrazy skenováním vzorku pomocí sondy, která je schopná měřit malé lokální rozdíly ve výšce konkrétního materiálu vzorku bez ovlivnění difrakcí. Tyto mikroskopy jsou schopné provádět zobrazování několika interakcí se vzorkem současně.

Jaké jsou typy skenovacích mikroskopů?

Mikroskopy skenovací sondy mohou být několika různých typů, například:

AFM (mikroskopie atomové síly):

AFM (atomic force microscopy) je mikroskopická technika s velmi vysokým rozlišením, ve které má rozlišení řádově zlomek nanometru. AFM lze dále rozdělit na -

Dynamická kontaktní mikroskopie atomových sil.

Mikroskopie atomové síly.

Kontaktní mikroskopie atomové síly.

Bezkontaktní mikroskopie atomových sil.

CFM nebo mikroskopie chemických sil.

Silový mikroskop KPFM nebo Kelvin.

Mikroskopie MFM nebo magnetická síla.

AFM-IR or Infračervená spektroskopie založená na mikroskopii atomové síly.

Mikroskopie C-AFM nebo vodivá atomová síla.

EFM nebo elektrostatická silová mikroskopie.

Mikroskopie PFM nebo Piezo reakce.

PTMS nebo Photo termální mikrospektroskopie / mikroskopie.

SVM nebo Skenovací napěťová mikroskopie.

Mikroskopie FMM nebo Force modulation.

SGM nebo Mikroskopie skenovací brány.

skenovací sondová mikroskopie
Zastoupení AFM. Zdroj obrázku: anonymní, Blokové schéma mikroskopu pro atomovou sílu, označeno jako public domain, více podrobností o Wikimedia Commons

STM (skenovací tunelovací mikroskop):

STM zobrazuje vzorek s velmi ostrým vodivým hrotem a schopný produkovat rozlišení obrazu v rozsahu od 0.1 do 0.01 nm a dále rozdělené na.

Skenovací Hallova sonda mikroskopie nebo SHPM.

Spinálně polarizovaná skenovací tunelovací mikroskopie nebo SPSM.

Balistická elektronová emisní mikroskopie nebo BEEM.

Rentgenová skenovací tunelovací mikroskopie Synchrotron nebo SXSTM.

Elektrochemický skenovací tunelovací mikroskop nebo ECSTM.

Photonová skenovací tunelovací mikroskopie nebo PSTM.

Skenovací tunelovací potenciometrie nebo STP.

1024px skenovací tunelový mikroskop schematic.svg
STM (skenovací tunelovací mikroskop) schematické znázornění. Zdroj obrázku: Michael Schmid  a  Grzegorz Pietrzak, Schéma skenování tunelového mikroskopu, CC BY-SA 2.0 AT

SPE, skenovací sonda elektrochemie:

SPE, Scanning Probe Electrochemistry je mikroskopická technika speciálně navržená pro zkoumání elektrochemického chování různých pevných nebo kapalných vzorků. SPE lze dále rozdělit na:

Technika skenovací vibrační elektrody nebo (SVET).

Skenovací Kelvinova sonda nebo (SVP).

Projekt Skenovací iontová vodivostní mikroskopie nebo (SICM).

Skenovací elektrochemická mikroskopie nebo (SECM).

Sicm
SPE, diagramové znázornění elektrochemie skenovací sondy. Zdroj obrázku: Paul Venter, Sicm, označeno jako public domain, více podrobností o Wikimedia Commons

NSOM | Skenovací optická mikroskopie blízkého pole:

Skenovací optická mikroskopie do blízkého pole (NSOM) nebo skenovací optická mikroskopie do blízkého pole je mikroskopická technika (SNOM) speciálně navržená pro zkoumání nanostruktur a analýzu nanoměřítků.

NanoFTIR je typem techniky NSOM, která je schopna prolomit mezní rozlišení s využitím vlastností evanescentní vlny.

Nastavení NSOM 1280px
Nastavení NSOM Zdroj obrázku: Sgptch at Anglicky Wikipedia, Nastavení NSOM, označeno jako public domain, více podrobností o Wikimedia Commons

Další varianty SPM jsou

Skenovací termoiontová mikroskopie (STIM).

Mikroskopie nábojového gradientu (CGM).

Mikroskopie skenovacího šíření odporu (SSRM).

Mikroskopie skenovací odporové sondy (SRPM).

Skenovací mikroskopie s jedním elektronovým tranzistorem (SSET).

Skenovací SQUID mikroskopie (SSM).

Jaký typ hrotu sondy se používá pro skenovací mikroskopii sondy?

Typ použité špičky sondy SPM je zcela založen na druhu použitého SPM a kombinací topografií vzorku a tvarování špičky se vytvoří obraz SPM. Téměř v každém SPM jsou však zaznamenány některé společné charakteristiky a vyžaduje se, aby sonda měla extrémně ostrý vrchol a rozlišení mikroskopu je určeno především vrcholem sondy. Ostřejší sondy poskytují lepší rozlišení než tupé sondy, zakončené atomem pro zobrazování atomového rozlišení.

Pro několik konzolově závislých mikroskopů se skenovací sondou, jako je AFM (mikroskopie atomové síly) a MFM (magnetická síla mikroskopie), výroba celé konzoly a integrované sondy prováděná procesem leptání nitridem křemíku a STM (skenovací tunelový mikroskop) a SCM (skenovací kapacitní mikroskop) vyžadují vodivé sondy, které jsou obvykle vyrobeny z platinového/iridiového drátu a různých materiálů, jako je zlato příležitostně se používá z důvodů souvisejících se vzorky nebo když je třeba SPM sloučit s jinými experimenty, jako je TERS.

Iridium / Platinum a další podobné sondy se obvykle stříhají pomocí ostrých drátových řezaček. Nejúčinnější metodou je proříznutí hlavní části drátu a následné zatažení za přichycení zbývající části drátu, což zvyšuje šance na ukončení jednoho atomu. Wolframové dráty používané pro tyto účely jsou obecně elektrochemicky leptány a poté je vrstva oxidu odstraněna, když je hrot v podmínkách UHV.

Jaké jsou výhody mikroskopie skenovací sondy?

Výhody Smikroskopie konzervovací sondy

  • Rozlišení obrazu nebude při této metodě ovlivněno difrakcí.
  • Toto je schopné měřit velmi malý (tak malý jako rozsah pikometru) lokální rozdíl ve výškové škále.
  • Interakce spojené s tvorbou obrazu pomocí mikroskopie skenovací sondy mohou být použity pro generování malých strukturálních změn (prostřednictvím procesu litografie skenovací sondy).
  • Neexistuje žádný požadavek na to, aby byl vzorek umístěn ve vakuu v mikroskopii skenovací sondy. Tato mikroskopická technika funguje dobře i za normálních atmosférických podmínek.

Jaké jsou nevýhody mikroskopie skenovací sondy?

Jako každá jiná mikroskopická technika má i mikroskopie skenovací sondy určitá omezení:

  • V mikroskopii skenovací sondy je stanovení podrobného tvaru skenovací špičky občas obtížné. Tato chyba je zvláště patrná, když se vzorek významně mění ve výšce na laterální vzdálenosti menší než 10 nm.
  • Obrazy vytvářené mikroskopem se skenovací sondou se obvykle vytvářejí hodně času. V současné době se provádí několik úprav, aby se zvýšila rychlost skenování vzorků.
  • Maximální velikost obrazu vytvořeného pomocí mikroskopu skenovací sondy je obecně malá.
  • To není vhodné pro rozhraní vzorku pevná látka-pevná látka nebo kapalina-kapalina.

Co je to rastrovací elektronová mikroskopie?

Skenovací elektronový mikroskop vytvořil obrazy skenováním povrchu vzorku pomocí elektronového paprsku a jedná se o dva typy.

  • Skenování transmisní elektronové mikroskopie.
  • Skenovací tunelovací mikroskopie.

Skenovací elektronový mikroskop je založen na sekundární emisi elektronů z horního povrchu vzorku a skenovací elektronové mikroskopy se také používají pro počítání buněk nebo jiných částic, pro stanovení velikostí makromolekulárních komplexů a pro řízení procesu pro další podrobnosti o skenovacích elektronových mikroskopech naleznete zde .

Také čtení:

     

Zanechat komentář