Contenuto: Microscopia con sonda a scansione
- Cos'è la microscopia con sonda a scansione?
- Quali sono i tipi di microscopi con sonda a scansione?
- Qual è il tipo di punta della sonda utilizzata per la microscopia della sonda a scansione?
- Quali sono i vantaggi della microscopia con sonda a scansione?
- Quali sono gli svantaggi della microscopia con sonda a scansione?
- Cos'è la microscopia elettronica a scansione?
Cos'è la microscopia con sonda a scansione?
La microscopia con sonda a scansione o SPM è una tecnica di microscopia che produce immagini scansionando il campione con l'aiuto di una sonda, in grado di misurare piccole differenze locali nell'altezza del materiale campione specifico senza essere influenzato dalla diffrazione. Questi microscopi sono in grado di eseguire l'imaging di più interazioni con il campione contemporaneamente.
Quali sono i tipi di microscopi con sonda a scansione?
I microscopi con sonda a scansione possono essere di diversi tipi come:
AFM (microscopia a forza atomica):
AFM (atomic force microscopy) è una tecnica di microscopia ad altissima risoluzione in cui la risoluzione ha l'ordine di una frazione di nanometro. AFM può essere ulteriormente suddiviso in-
Microscopia dinamica a forza atomica a contatto.
Toccando microscopia a forza atomica.
Contatta il microscopio a forza atomica.
Microscopia a forza atomica senza contatto.
CFM o microscopia a forza chimica.
Microscopio a forza di sonde KPFM o Kelvin.
MFM o microscopia a forza magnetica.
AFM IR or Spettroscopia infrarossa basata sulla microscopia a forza atomica.
C-AFM o microscopia conduttiva a forza atomica.
Microscopia EFM o forza elettrostatica.
PFM o The Piezo response force microscopy.
PTMS o micro-spettroscopia / microscopia termotermica.
SVM o The Scanning Voltage Microscopy.
FMM o microscopia di modulazione della forza.
SGM o The scanning gate microscopy.
STM (microscopio a scansione a tunnel):
STM immagina un campione con una punta conduttrice molto affilata e in grado di produrre una risoluzione dell'immagine compresa tra 0.1 e 0.01 nm e ulteriormente suddivisa in.
La microscopia con sonda di Hall a scansione o SHPM.
La microscopia a tunneling a scansione polarizzata in spin o SPSM.
La microscopia balistica a emissione di elettroni o BEEM.
La microscopia tunneling a scansione a raggi X di sincrotrone o SXSTM.
Il microscopio a scansione elettrochimica o ECSTM.
La microscopia a tunneling a scansione Photon o PSTM ,.
La potenziometria di tunneling di scansione o STP.
SPE, elettrochimica della sonda di scansione:
SPE, Scanning Probe Electrochemistry è una tecnica microscopica appositamente progettata per esaminare il comportamento elettrochimico di vari campioni solidi o liquidi. SPE può essere ulteriormente suddiviso in:
La tecnica dell'elettrodo vibrante a scansione o (SVET).
La sonda Kelvin a scansione o (SVP).
I Microscopia di conduttanza ionica a scansione o (SICM).
La microscopia elettrochimica a scansione o (SECM).
NSOM | Microscopia ottica a scansione di campo vicino:
La microscopia ottica a scansione in campo vicino (NSOM) o microscopia ottica a scansione in campo vicino è una tecnica microscopica (SNOM) specificamente progettata per esaminare nanostrutture e analisi su nanoscala.
NanoFTIR è un tipo di tecnica NSOM in grado di rompere il limite di risoluzione lontano utilizzando le proprietà dell'onda evanescente.
Altre varianti di SPM sono
La microscopia termoionica a scansione (SIM).
La microscopia a gradiente di carica (CGM).
La microscopia a scansione di resistenza alla diffusione (SSRM).
La microscopia a sonda resistiva a scansione (SRPM).
La microscopia a transistor a singolo elettrone a scansione (SSET).
La microscopia SQUID a scansione (SSM).
Qual è il tipo di punta della sonda utilizzata per la microscopia della sonda a scansione?
Il tipo di punta della sonda SPM utilizzata dipende totalmente dal tipo di SPM utilizzato e la combinazione delle topografie del campione e della forma della punta genera un'immagine SPM. Tuttavia, alcune caratteristiche comuni si notano in quasi tutti gli SPM e la sonda deve avere un apice estremamente nitido e la risoluzione del microscopio è definita principalmente dall'apice della sonda. Le sonde più nitide forniscono una risoluzione migliore rispetto alle sonde smussate e terminano con un atomo per l'imaging a risoluzione atomica.
Per diversi microscopi con sonda a scansione dipendenti da cantilever come AFM (microscopia a forza atomica) e MFM (forza magnetica microscopia), l'intera fabbricazione del cantilever e della sonda integrata eseguita mediante il processo di incisione con nitruro di silicio e STM (microscopio a tunnel a scansione) e SCM (microscopio a capacità di scansione) richiedono sonde conduttrici che sono tipicamente costruite con filo di platino/iridio e materiali diversi come l'oro sono utilizzato occasionalmente per motivi correlati al campione o quando l'SPM deve essere unito ad altri esperimenti come TERS.
Iridium / Platinum e altre sonde ambientali simili vengono solitamente tagliate utilizzando tronchesi affilate. Il metodo più efficace è tagliare una parte maggiore del filo e quindi tirare per spezzare la parte rimanente del filo, aumentando le possibilità di terminazione di un singolo atomo. I fili di tungsteno usati per tali scopi sono generalmente attaccati elettrochimicamente e dopo quello strato di ossido viene rimosso quando la punta è in condizioni UHV.
Quali sono i vantaggi della microscopia con sonda a scansione?
Vantaggi di Smicroscopia della sonda di inscatolamento
- La risoluzione dell'immagine non sarà influenzata dalla diffrazione in questo metodo.
- Questo è in grado di misurare una differenza locale molto piccola (piccola come il picometro) nell'altezza sacale.
- Le interazioni coinvolte nella formazione dell'immagine tramite microscopia con sonda a scansione possono essere utilizzate per generare piccoli cambiamenti strutturali (attraverso il processo di litografia con sonda a scansione).
- Non è necessario che il campione venga posto sotto vuoto nella microscopia con sonda a scansione. Questa tecnica microscopica funziona bene anche in condizioni atmosferiche normali.
Quali sono gli svantaggi della microscopia con sonda a scansione?
Come ogni altra tecnica di microscopia, anche la microscopia con sonda a scansione presenta alcune limitazioni:
- Nella microscopia con sonda a scansione, a volte diventa difficile determinare la forma dettagliata della punta di scansione. Questo errore è particolarmente evidente quando il campione varia in modo significativo in altezza su distanze laterali inferiori a 10 nm.
- Le immagini prodotte da un microscopio a sonda a scansione generalmente richiedono molto tempo per formarsi. Al giorno d'oggi, vengono apportate diverse modifiche per aumentare la velocità di scansione dei campioni.
- La dimensione massima dell'immagine formata utilizzando un microscopio con sonda a scansione è generalmente piccola.
- Questo non è adatto per l'interfaccia campione solido-solido o liquido-liquido.
Cos'è la microscopia elettronica a scansione?
Il microscopio elettronico a scansione ha formato immagini scansionando la superficie di un campione utilizzando il fascio di elettroni e sono di due tipi.
- Microscopia elettronica a trasmissione a scansione.
- Microscopia a scansione di tunneling.
Il microscopio elettronico a scansione si basa sull'emissione di elettroni secondari dalla superficie superiore del campione e i microscopi elettronici a scansione vengono utilizzati anche per il conteggio di cellule o altre particelle, per determinare le dimensioni dei complessi macromolecolari e per il controllo del processo per maggiori dettagli sui microscopi elettronici a scansione visitare qui .
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