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相比扫描电子显微镜原子力显微镜的优缺点有哪些?

扫描电子显微镜(英语:Scanning Electron Microscope,缩写为SEM),简称扫描电镜,是一种电子显微镜,其通过用聚焦电子束扫描样品的表面来产生样品表面的图像。

扫描电子显微镜拍摄的花粉显微图片

电子与样品中的原子相互作用,产生包含关于样品的表面测绘学形貌和组成的信息的各种信号。电子束通常以光栅扫描图案扫描,并且光束的位置与检测到的信号组合以产生图像。扫描电子显微镜可以实现分辨率优于1纳米。样品可以在高真空,低真空,湿条件(用环境扫描电子显微镜)以及宽范围的低温或高温下观察到。

最常见的扫描电子显微镜模式是检测由电子束激发的原子发射的二次电子(secondary electron)。可以检测的二次电子的数量,取决于样品测绘学形貌,以及取决于其他因素。通过扫描样品并使用特殊检测器收集被发射的二次电子,创建了显示表面的形貌的图像。它还可能产生样品表面的高分辨率图像,且图像呈三维,鉴定样品的表面结构。

相对于扫描电子显微镜,原子力显微镜具有许多优点。不同于电子显微镜只能提供二维图像,AFM提供真正的三维表面图。同时,AFM不需要对样品的任何特殊处理,如镀铜或碳,这种处理对样品会造成不可逆转的伤害。第三,电子显微镜需要运行在高真空条件下,原子力显微镜在常压下甚至在液体环境下都可以良好工作。这样可以用来研究生物宏观分子,甚至活的生物组织。他就像盲人摸象一样,在物体的表面慢慢抚摸,原子的形状很直观的表现。

和扫描电子显微镜相比,AFM的缺点在于成像范围太小,速度慢,受探头的影响太大。