SEM、TEM、XRD、AES、STM、AFM的区别

SEM、TEM、XRD、AES、STM、AFM的区别,第1张

xrd是x射线衍射,可以分析物相,SEM是扫描电镜,主要是观察显微组织,TEM是透射电镜,主要观察超限微结构。AES是指能谱,主要分析浓度分布。STM扫描隧道显微镜,也是观察超微结构的。AFM是原子力显微镜,主要是观察表面形貌用的-----回答的不是很全。

SEM是扫描电镜,所加电压比较低,只是扫描用的,相当于高倍的显微镜TEM是透射电镜,所加电压高,可以打透样品,观察内部结构STEM是扫描透射,是扫描电镜里面的一个功能,可以说是山寨版的TEMSTM是扫描隧道显微镜,具体功能不太清楚了。

STM的工作原理

STM是利用量子隧道效应工作的。若以金属针尖为一电极,被测固体样品为另一电极,当他们之间的距离小到1nm左右时,就会出现隧道效应,电子从一个电极穿过空间势垒到达另一电极形成电流。且其中Ub:偏置电压;k:常数,约等于1,Φ1/2:平均功函数,S:距离。

从上式可知,隧道电流与针尖样品间距S成负指数关系。对于间距的变化非常敏感。因此,当针尖在被测样品表面做平面扫描时,即使表面仅有原子尺度的起伏,也会导致隧道电流的非常显著的、甚至接近数量级的变化。这样就可以通过测量电流的变化来反应表面上原子尺度的起伏,如下图右边所示。这就是STM的基本工作原理,这种运行模式称为恒高模式(保持针尖高度恒定)。

STM还有另外一种工作模式,称为恒流模式,如下图左边。此时,针尖扫描过程中,通过电子反馈回路保持隧道电流不变。为维持恒定的电流,针尖随样品表面的起伏上下移动,从而记录下针尖上下运动的轨迹,即可给出样品表面的形貌。

恒流模式是STM常用的工作模式,而恒高模式仅适于对表面起伏不大的样品进行成像。当样品表面起伏较大时,由于针尖离样品表面非常近,采用恒高模式扫描容易造成针尖与样品表面相撞,导致针尖与样品表面的破坏


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