现在最先进的显微镜,可以观察到多小的物质呢?

现在最先进的显微镜,可以观察到多小的物质呢?,第1张

显微镜的种类很多,传统显微镜的概念就是可见远场光学显微镜,就是我们物理上高斯或者牛顿成像原理组成的光学透镜组合。远场光学显微镜极限分辨率受到光波衍射影响,理想条件下的透镜组合为成像光波波长的一半,一般概念是200nm,200nm以下的物质结构内容是根本看不到的。

当代显微镜的概念延伸到量子显微镜,以电子显微镜,离子显微镜,近场光学显微镜,扫描探针显微镜为代表。

电子显微镜(SEM/TEM),其中TEM可以观察到材料原子晶格像,目前最佳分辨率0.08nm. 可以知道原子大小,但原子内部结构还根本无法直接看到。

离子显微镜,当前以扫描离子束显微镜为主,和扫描电子显微镜分辨率差不多

扫描探针显微镜SPM(AFM/STM), 也可以分辨原子的表面形态,但分辨率也只能是看到原子大小,而无法获得内部结构差异。可以实现原子挪移,在纳米尺度进行原子量级的加工。

到目前为止,世界上还没有任何消息提出可以实现原子内部结构观察的理论和方法,如果真的能够看到原子内部结构,我们过去的物理科学一直遵从的假说,也许被很大幅度的修正,新的

物理模型诞生,必将人类社会科学水平推向更高阶段。

最主要的区别是:SEM是通过反射的方式采集信号

TEM是通过透射的方式采集信号

1、样品属性大概必须都是固体,干燥、无油、尽量导电。TEM获得材料某个剖面的组织形态,sem获得的是材料表面或者是断面的组织形态。透射电镜不可以看表面形貌,而扫描电镜所观察的断面或者表面的组织形态可以间接表征材料的内部某个剖面的的组织形态。TEM分辨率高,可以观察原子晶格像,而扫描电镜分辨率低,最多只能表征由几十或者几百个原子形成的纳米相--可以叫做晶粒或者功能团。

2、扫描电镜制备简单,可直接观察样品表面或者断面;TEM样品制备复杂精细,材料必须用专用制样设备,制备成几个微米甚至100nm厚度的薄片

3、材料有里有面,全方位了解材料的微观组织结构需要从低倍到高倍的表征。

介孔Pt纤维。左起依次是场发射扫描式电子显微镜、高分辨率扫描式电子显微镜、透射电子显微镜拍摄的照片。

楼主看出用途的差别了吗?

照片a 只能用扫描看,不能用透射。照片b和c是照片a中的一个纤维,可以用扫描也可以用透射观察!有差别但很相似

SEM通过电子来使样本放大50万倍,相当于将1毫米放大到500米。同时,SEM也可以分析样品的组成元素。SEM产生电子束撞击样品原子的电子层,产生X射线,释放不同程度的能力,从而判断原子的种类。这项技术也被称为X射线微探技术,对于分析枪击痕迹非常有用。


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