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Overview of Electron Microscopy01:25

Overview of Electron Microscopy

The wavelengths of visible light ultimately limit the maximum theoretical resolution of images created by light microscopes. Most light microscopes can only magnify 1000X, and a few can magnify up to 1500X. Electrons, like electromagnetic radiation, can behave like waves, but with wavelengths of 0.005 nm, they produce significantly greater resolution up to 0.05 nm as compared to 500 nm for visible light. An electron microscope (EM) can create a sharp image that is magnified up to 2,000,000X.
Scanning Electron Microscopy01:07

Scanning Electron Microscopy

A scanning electron microscope (SEM) is used to study the surface features of a sample by using an electron beam that scans the sample surface in a two-dimensional manner. Typically, areas between ~1 centimeter to 5 micrometers in width can be imaged. SEM can be used to image bacteria, viruses, tissues as well as larger samples like insects. Conventional SEM gives a magnification ranging from 20X to 30,000X and spatial resolution of 50 to 100 nanometers.
Fundamental Principles
Accelerated...
Overview of Microscopy Techniques01:22

Overview of Microscopy Techniques

The early pioneers of microscopy opened a window into the invisible world of microorganisms. In 1830, Joseph Jackson Lister created an essentially modern light microscope. The 20th century saw the development of microscopes that leveraged nonvisible light, such as fluorescence microscopy that uses an ultraviolet light source and electron microscopy that uses short-wavelength electron beams. These advances significantly improved magnification, image resolution, and contrast. By comparison, the...
Mass Analyzers: Overview01:13

Mass Analyzers: Overview

The mass analyzer is a crucial component of the mass spectrometer. In the ionization chamber, the vaporized sample is bombarded with a high-energy electron beam to generate a radical cation and further fragment into neutral molecules, radicals, and cations. A series of negatively charged accelerator plates accelerate the cations into the mass analyzer. The mass analyzer separates ions according to their mass-to-charge (m/z) ratios and then directs them to the detector. The common types of mass...
Atomic Spectroscopy: Absorption, Emission, and Fluorescence01:23

Atomic Spectroscopy: Absorption, Emission, and Fluorescence

Atomic spectroscopy is a vital tool in elemental analysis, both qualitatively and quantitatively. It can be broadly divided into optical spectroscopy, mass spectroscopy, and X-ray spectroscopy methods. The optical spectroscopic methods are atomic absorption spectroscopy (AAS), atomic emission spectroscopy (AES), and atomic fluorescence spectroscopy (AFS). The first step in all three methods is atomization, where the solid, liquid, or solution-phase samples are converted into gas-phase atoms and...
Atomic Emission Spectroscopy: Instrumentation01:22

Atomic Emission Spectroscopy: Instrumentation

The instrumentation of atomic emission spectrometry (AES) involves various components, including atomization devices that convert samples into gas-phase atoms and ions. There are two main types of atomization devices: continuous and discrete atomizers.  Continuous atomizers, like plasmas and flames, introduce samples in a constant stream, while discrete atomizers inject individual samples using syringes or autosamplers. The most common discrete atomizer is the electrothermal atomizer.

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Verdadera resolución atómica por microscopía de fuerza atómica a través de fuerzas repulsivas y atractivas.

F Ohnesorge, G Binnig

    Science (New York, N.Y.)
    |June 4, 1993
    PubMed
    Resumen

    La Microscopia de Fuerza Atómica reveló detalles atómicos de los planos de escisión de calcita en el agua. Este estudio logró una verdadera resolución atómica, identificando defectos y midiendo fuerzas interatómicas para un análisis superficial mejorado.

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    Área de la Ciencia:

    • Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
    • Ciencias de la superficie Ciencias de la superficie.
    • Nanotecnología La nanotecnología es la nanotecnología.

    Sus antecedentes:

    • Comprender las superficies cristalinas a nivel atómico es crucial para predecir las propiedades y comportamientos de los materiales.
    • La calcita (carbonato de calcio) es un mineral común con importantes aplicaciones geológicas e industriales.
    • Las investigaciones anteriores de los planos de escisión de la calcita carecían de una verdadera resolución a escala atómica en entornos acuosos.

    Objetivo del estudio:

    • Para investigar el plano de escisión (1014) de la calcita utilizando la microscopía de fuerza atómica (AFM) en un ambiente acuoso.
    • Para lograr y demostrar una verdadera resolución lateral a escala atómica en la superficie de calcita.
    • Para caracterizar las características a escala atómica, incluidas las líneas de paso y defectos, y medir las fuerzas interatómicas.

    Principales métodos:

    • Se empleó la microscopía de fuerza atómica (AFM) para obtener imágenes del plano de escisión de la calcita (1014).
    • Los experimentos se llevaron a cabo en agua desionizada a temperatura ambiente para imitar las condiciones naturales.
    • Se realizaron imágenes de alta resolución y mediciones de fuerza para analizar la topografía de la superficie y las interacciones.

    Principales resultados:

    • Se logró con éxito una verdadera resolución lateral a escala atómica en la superficie de calcita (1014).
    • Se determinaron con precisión las periodicidades a escala atómica y las posiciones relativas de los átomos dentro de la célula unitaria.
    • Se resolvieron las torceduras a escala atómica, identificadas como defectos puntuales a lo largo de líneas de paso monoatómicas.
    • Se midieron directamente las fuerzas de atracción del orden de 10^-11 N entre los sitios atómicos de la muestra y la punta del AFM.

    Conclusiones:

    • El AFM en agua proporciona una resolución sin precedentes a escala atómica para superficies bien ordenadas como la calcita.
    • El estudio identificó con éxito defectos a escala atómica y midió fuerzas interatómicas, validando la técnica.
    • Esta capacidad de medición de imágenes y fuerza de alta resolución ofrece un método confiable para el análisis de superficies y la caracterización de defectos.