Hvad ville du bruge til at se arrangementet af atom på overfladen en krystal Hvad instrumenter bruger?

For at se arrangementet af atomer på overfladen af ​​en krystal, har du brug for en teknik, der kan give atomskalaopløsning. Her er nogle af de mest almindeligt anvendte instrumenter:

Scanningsprobemikroskopier:

* Scanning af tunnelmikroskopi (STM): Denne teknik bruger et skarpt metallisk spids til at scanne overfladen af ​​et ledende materiale. Ved at påføre en spænding mellem spidsen og prøven genereres en kvantetunnelstrøm, som er følsom over for overfladetopografien. STM kan opnå atomopløsning og kan bruges til at imødekomme både strukturen og elektroniske egenskaber ved overflader.

* atomkraftmikroskopi (AFM): Denne teknik bruger en skarp spids fastgjort til en cantilever til at scanne overfladen af ​​et materiale. Spidsen interagerer med overfladen gennem kræfter som van der Waals -kræfter, elektrostatiske kræfter eller magnetiske kræfter. Afbøjningen af ​​cantilever måles, hvilket giver information om overfladetopografien. AFM kan bruges til at forestille sig et bredere udvalg af materialer end STM, inklusive isolatorer.

Elektronmikroskopi:

* transmissionselektronmikroskopi (TEM): Denne teknik bruger en stråle elektroner til at belyse en tynd prøve. Elektronerne interagerer med prøven, og de transmitterede elektroner bruges til at danne et billede. TEM kan opnå atomopløsning og bruges til at undersøge den interne struktur af materialer, herunder krystaldefekter og korngrænser.

* Scanning af transmissionselektronmikroskopi (STEM): Dette er en variant af TEM, hvor elektronstrålen scannes over prøven. De spredte elektroner detekteres, hvilket giver information om prøvens sammensætning og struktur. STEM kan give atomopløsning og kan bruges til at forestille individuelle atomer.

Andre teknikker:

* røntgenstrålediffraktion (XRD): Denne teknik bruger røntgenstråler til at undersøge den krystallinske struktur af materialer. Ved at analysere diffraktionsmønsteret er det muligt at bestemme arrangementet af atomer i krystalgitteret. XRD er en kraftfuld teknik til bestemmelse af strukturen af ​​bulkmaterialer, men den kan også bruges til at studere overfladestrukturer i nogle tilfælde.

* overflade røntgenstrålediffraktion (SXRD): Denne teknik ligner XRD, men fokuserer specifikt på overfladestrukturen af ​​et materiale. SXRD kan give information om atomarrangementet på overfladen, herunder tilstedeværelsen af ​​overfladekonstruktioner og adsorbater.

Valget af instrument afhænger af det specifikke materiale, der studeres, den ønskede opløsning og den type information, der søges. F.eks. Er STM et fremragende valg til billeddannelse af atomstrukturen ved at lede overflader, mens AFM er bedre egnet til ikke-ledende materialer. TEM er en alsidig teknik, der kan bruges til at studere en lang række materialer, men det kræver tynde prøver.