Наноскопія та візуалізація

Принципи наноскопії

Роздільна здатність

Дифракційна межа: λ/2 для оптичних методів

Електронна мікроскопія: До 0.05 нм

Скануюча зондова мікроскопія: Атомарний рівень

Оптична наноскопія: Під дифракційною межею

Типи взаємодії

Тунельний струм: STM

Атомні сили: AFM

Електронне розсіювання: TEM/SEM

Оптичне розсіювання: Оптична мікроскопія

Скануюча тунельна мікроскопія (STM)

Принцип роботи

Тунельний ефект: Квантовомеханічне проходження електронів

Зонд: Гостра металева голка

Сканування: П'єзоелектричні приводи

Реєстрація: Тунельний струм

Режими роботи

Постійний струм: Висота зонда змінюється

Постійна висота: Струм змінюється

Спектроскопія: I-V характеристики

Маніпуляції: Переміщення атомів

Застосування

Поверхнева топографія: Атомарна структура

Електронна структура: Локальна щільність станів

Маніпуляції: Створення наноструктур

Обмеження: Тільки провідні зразки

Атомно-силова мікроскопія (AFM)

Принцип роботи

Кантилевер: Пружинна балка з гострим зондом

Взаємодія: Ван-дер-ваальсові сили

Детекція: Відхилення лазерного променя

Зворотний зв'язок: Підтримання постійної сили

Режими роботи

Контактний: Постійний контакт з поверхнею

Неконтактний: Коливання зонда

Постукувальний: Періодичний контакт

Силова спектроскопія: Вимірювання сил

Спеціалізовані режими

Магнітна силова мікроскопія (MFM): Магнітні домени

Електрична силова мікроскопія (EFM): Електричні поля

Термічна силова мікроскопія (SThM): Температурні розподіли

Хімічна силова мікроскопія (CFM): Хімічні групи

Просвітна електронна мікроскопія (TEM)

Принцип роботи

Електронний пучок: Високоенергетичні електрони

Зразок: Ультратонкий зріз

Об'єктивна лінза: Формування зображення

Детектор: CCD камера або плівка

Режими роботи

Високої роздільної здатності (HRTEM): Атомарна структура

Скануючий (STEM): Поточковий аналіз

Дифракція (SAED): Кристалічна структура

Темне поле (DF): Дефекти та домени

Аналітичні можливості

Енергодисперсійна спектроскопія (EDS): Елементний аналіз

Електронна енергетична спектроскопія (EELS): Електронна структура

Електронна томографія: Тривимірна реконструкція

In-situ експерименти: Динамічні процеси

Скануюча електронна мікроскопія (SEM)

Принцип роботи

Електронний пучок: Фокусований на зразок

Сканування: Растр по поверхні

Детекція: Вторинні електрони

Зображення: Топографія поверхні

Типи детекторів

Вторинні електрони (SE): Топографія

Відбиті електрони (BSE): Атомний номер

Катодолюмінесценція (CL): Оптичні властивості

Рентгенівське випромінювання: Елементний аналіз

Спеціалізовані методи

Електронна мікрозондова аналіз (EPMA): Кількісний аналіз

Електронна бек-скаттер дифракція (EBSD): Кристалічна орієнтація

Скануюча електронна мікроскопія з фокусованим іонним пучком (FIB-SEM): 3D реконструкція

Оптична наноскопія

Методи під дифракційною межею

STED мікроскопія: Стимульоване вичерпне випромінювання

PALM/STORM: Локалізація окремих молекул

SIM: Структуроване освітлення

NSOM/SNOM: Скануюча близько-польова мікроскопія

Флуоресцентна мікроскопія

Конфокальна мікроскопія: 3D зображення

Двофотонна мікроскопія: Глибоке проникнення

FRET: Взаємодії між молекулами

FRAP: Динаміка молекул

Обробка та аналіз зображень

Цифрова обробка

Фільтрація шуму: Покращення якості

Корекція дрейфу: Стабілізація зображень

Сегментація: Виділення об'єктів

3D реконструкція: Томографія

Кількісний аналіз

Розмірний аналіз: Статистика частинок

Морфометрія: Форма та структура

Текстурний аналіз: Просторова організація

Кореляційний аналіз: Взаємозв'язки

Підготовка зразків

Для TEM

Ультрамікротомія: Тонкі зрізи

Іонне полірування: FIB обробка

Електронна поліровка: Електролітичне полірування

Кріопідготовка: Замороження

Для AFM/STM

Очищення поверхні: Ультразвук, плазма

Аннелінг: Термічна обробка

Функціоналізація: Модифікація поверхні

Стабілізація: Захист від забруднень

Спробуйте наживо

Усе, що вище, працює прямо у вашому браузері — відкрийте Brownian Motion — Nanoparticle Diffusion Simulator і змінюйте параметри під час роботи. Нічого не встановлюється, нічого не завантажується на сервер, уся модель живе в одній вкладці.