Microscopia de Sonda de Varredura: 5 Conceitos Importantes

Conteúdo: Microscopia de sonda de varredura

O que é microscopia de varredura por sonda?

A microscopia de varredura por sonda ou SPM é uma técnica de microscopia que produz imagens por varredura do espécime com o auxílio de uma sonda, capaz de medir pequenas diferenças locais na altura do material específico da amostra sem ser impactado por difração. Esses microscópios são capazes de realizar a imagem de várias interações com a amostra simultaneamente.

Quais são os tipos de microscópios de sonda de varredura?

Os microscópios de sonda de varredura podem ser de vários tipos diferentes, como:

AFM (microscopia de força atômica):

AFM (microscopia de força atômica) é uma técnica de microscopia de altíssima resolução em que a resolução é da ordem de uma fração de nanômetro. AFM pode ser dividido em-

Microscopia de força atômica de contato dinâmico.

Microscopia de força atômica de batida.

Microscopia de força atômica de contato.

Microscopia de força atômica sem contato.

CFM ou microscopia de força química.

Microscópio de força de sonda KPFM ou Kelvin.

MFM ou microscopia de força magnética.

AFM-IR or Espectroscopia infravermelha baseada em microscopia de força atômica.

C-AFM ou microscopia de força atômica condutiva.

EFM ou microscopia de força eletrostática.

PFM ou microscopia de força de resposta Piezo.

PTMS ou microespectroscopia / microscopia foto térmica.

SVM ou microscopia de voltagem de varredura.

FMM ou microscopia de modulação de força.

SGM ou a microscopia do portão de varredura.

microscopia de varredura
Representação AFM. Fonte da imagem: anônima, Diagrama de blocos do microscópio de força atômica, marcado como domínio público, mais detalhes sobre Wikimedia Commons

STM (microscópio de tunelamento de varredura):

O STM gera imagens de uma amostra com uma ponta condutora muito nítida e capaz de produzir resolução de imagem variando entre 0.1 e 0.01 nm na escala e ainda dividida em.

A microscopia de varredura Hall ou SHPM.

A microscopia de tunelamento de varredura polarizada por spin ou SPSM.

A microscopia de emissão eletrônica balística ou BEEM.

A microscopia de tunelamento de varredura de raios-x síncrotron ou SXSTM.

O microscópio de tunelamento eletroquímico ou ECSTM.

A microscopia de tunelamento de varredura de fótons ou PSTM.

A potenciometria de tunelamento de varredura ou STP.

Esquema do Microscópio de Tunelamento de Varredura de 1024px.svg
Representação diagramática STM (microscópio de tunelamento de varredura). Fonte da imagem: michael schmid e Grzegorz PietrzakEsquema de microscópio de tunelamento de varreduraCC BY-SA 2.0 AT

SPE, Scanning Probe Electroquímica:

SPE, Scanning Probe Electrochemistry é uma técnica microscópica especialmente concebida para examinar o comportamento eletroquímico de várias amostras sólidas ou líquidas. O SPE pode ser dividido em:

A técnica de varredura de eletrodo vibratório ou (SVET).

A sonda Kelvin de varredura ou (SVP).

A Microscopia de condutância iônica de varredura ou (SICM).

A microscopia eletroquímica de varredura ou (SECM).

sicm
SPE, Representação diagramática da Scanning Probe Electrochemistry. Fonte da imagem: Paulo Ventersicm, marcado como domínio público, mais detalhes sobre Wikimedia Commons

NSOM | Microscopia ótica de varredura de campo próximo:

A microscopia óptica de varredura de campo próximo (NSOM) ou microscopia óptica de varredura de campo próximo é uma técnica microscópica (SNOM) projetada especificamente para examinar nanoestruturas e análise em nanoescala.

NanoFTIR é um tipo de técnica NSOM capaz de quebrar o limite de resolução distante, utilizando as propriedades da onda evanescente.

Configuração NSOM 1280px
Fonte de imagem de configuração NSOM: Sgptch at Wikipédia em inglêsConfiguração do NSOM, marcado como domínio público, mais detalhes sobre Wikimedia Commons

Outras variações do SPM são

A microscopia termo-iônica de varredura (ESTIM).

A microscopia de gradiente de carga (CGM).

A microscopia de varredura espalhando resistência (SSRM).

A microscopia de varredura com sonda resistiva (SRPM).

A microscopia de transistor de elétron único de varredura (SSET).

A microscopia de varredura SQUID (SSM).

Qual é o tipo de ponta de sonda usada para microscopia de sonda de varredura?

O tipo de ponta de prova SPM usado é totalmente baseado no tipo de SPM que está sendo usado e a combinação das topografias do corpo de prova e o formato da ponta gera uma imagem SPM. No entanto, algumas características comuns são observadas em quase todos os SPMs e a sonda deve ter um ápice extremamente nítido e a resolução do microscópio é definida principalmente pelo ápice da sonda. As sondas mais nítidas fornecem melhor resolução do que as sondas rombas, termina por um átomo para imagens de resolução atômica.

Para vários microscópios de sonda de varredura dependentes de cantilever, como AFM (microscopia de força atômica) e MFM (força magnética microscopia), toda a fabricação do cantilever e da sonda integrada feita pelo processo de gravação com nitreto de silício e STM (microscópio de varredura por tunelamento) e SCM (microscópio de varredura por capacitância) requerem sondas condutoras que são tipicamente construídas com fio de platina/irídio e materiais diferentes como ouro são ocasionalmente usado por motivos relacionados à amostra ou quando o SPM precisa ser mesclado com outros experimentos, como TERS.

Iridium / Platinum e outras sondas de ambiente são geralmente cortadas com cortadores de fio afiados. O método mais eficaz é cortar uma grande parte do fio e, em seguida, puxar para quebrar a parte restante do fio, aumentando as chances de término de um único átomo. Os fios de tungstênio usados ​​para tais fins são geralmente gravados eletroquimicamente e, em seguida, a camada de óxido é removida quando a ponta está em condições de UHV.

Quais são as vantagens da microscopia de varredura por sonda?

Vantagens de Smicroscopia de sonda de enlatamento

  • A resolução da imagem não será afetada pela difração neste método.
  • Isso é capaz de medir diferenças locais muito pequenas (tão pequenas quanto a faixa de um picômetro) na altura do sacale.
  • As interações envolvidas na formação da imagem por meio de microscopia de sonda de varredura podem ser usadas para gerar pequenas mudanças estruturais (por meio do processo de litografia de sonda de varredura).
  • Não há nenhum requisito para que a amostra seja colocada no vácuo na microscopia de varredura por sonda. Esta técnica microscópica funciona bem mesmo em condições atmosféricas normais.

Quais são as desvantagens da microscopia de varredura por sonda?

Como todas as outras técnicas de microscopia, a microscopia de sonda de varredura também tem certas limitações:

  • Na microscopia de varredura por sonda, às vezes é difícil determinar a forma detalhada da ponta de varredura. Este erro é especialmente perceptível quando a amostra varia significativamente em altura em distâncias laterais de menos de 10 nm.
  • As imagens produzidas por um microscópio de sonda de varredura geralmente levam muito tempo para se formar. Atualmente, várias modificações estão sendo feitas a fim de aumentar a taxa de digitalização das amostras.
  • O tamanho máximo da imagem formada usando um microscópio de sonda de varredura é geralmente pequeno.
  • Isso não é adequado para interface de amostra sólido-sólido ou líquido-líquido.

O que é microscopia eletrônica de varredura?

O microscópio eletrônico de varredura formou imagens ao escanear a superfície de uma amostra, utilizando o feixe de elétrons e são dois tipos.

  • Microscopia eletrônica de transmissão e varredura.
  • Microscopia de varredura por tunelamento.

Microscópio eletrônico de varredura é baseado na emissão de elétrons secundários da superfície superior da amostra e microscópios eletrônicos de varredura também são usados ​​para contagem de células ou outras partículas, para determinar os tamanhos de complexos macromoleculares e para controle de processo para mais detalhes sobre microscópios eletrônicos de varredura visite aqui .

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