1. 현미경의 구분
※ 재료 또는 시료의 미세구조(microstructure)를 관찰,조사하는데 사용
ㅇ 광학 현미경 (Optical Microscope, Light Microscope, Brightfield Microscope)
ㅇ 전자 현미경 (Electron Microscope) : 투과 전자 현미경, 주사 전자 현미경
ㅇ 프로브 현미경 (Probe Microscope) : 주사 터널링 현미경, 원자 힘 현미경
2. 광학 현미경 (Optical Microscope, Light Microscope, Brightfield Microscope)
※ 가시광선을 사용, 시료에 대해 렌즈를 통해 확대된 이미지를 관찰
ㅇ 관찰매개 : 빛 (가시광선)
ㅇ 파장 : 약 400~700 μm 정도의 가시광선
ㅇ 구성 : 광원,집속 렌즈,접안 렌즈,대물 렌즈,시료,반사경 등
ㅇ 배율 : 약 1,000배 정도
ㅇ 분해능 : 약 0.1 ㎛ 정도
ㅇ 굴절 : 빛이 렌즈 물질의 굴절률 차이에 의해 굴절시킴
ㅇ 관찰 모드 : 반사 모드, 투과 모드, 편광 모드, 위상차 모드, 형광 모드 등
ㅇ 종류
- 일반 광학 현미경
- 암시야 현미경 (ultramicroscope),
- 위상차 현미경 (phase-contrast microscope)
- 간섭 현미경 (interference microscope)
- 편광 현미경 (polarized microscope)
3. 전자 현미경 (Electron Microscope)
※ 빛 보다 파장이 짧은 전자를 사용, 전자기 렌즈를 통한 집속 확대로, 고 해상도 이미지 생성,관찰
ㅇ 관찰매개 : 전자 빔
ㅇ 배율 : 약 10,000,000배 정도
- 광학 현미경에 비해 만배에서 100만배 정도 높은 배율도 가능
ㅇ 분해능 : 빛 파장 보다 작은 0.05 Å 정도의 분해능도 가능
ㅇ 굴절 : 전자기 렌즈의 자기장에 의해 굴절시킴
ㅇ 종류 : 투과 전자 현미경 (TEM), 주사 전자 현미경 (SEM)
ㅇ 투과 전자 현미경 (TEM, Transmission Electron Microscope)
- 약 200 nm 이하의 두께를 갖는 미세 조직을 투과시켜 관찰 가능
- 광학 현미경과 유사하게,
. 시야 내 모든 영상을 일시에 얻어냄
- 구성
. 광원, 집속 렌즈, 대물 렌즈, 투사 렌즈, 스크린 등
- 주요 용도 : 고체 내부의 미세 구조 관찰 등
ㅇ 주사 전자 현미경 (SEM, Scanning Electron Microscope)
- 시료 덩어리 중 원하는 표면 면적을 선택 주사하여 관찰 가능
- 광학 현미경,투과 전자 현미경과는 달리,
. 관찰 영역 표면을 전자 빔이 주사하면서, 방출된 전자들을 감지하여, 영상을 얻어냄
.. (이중 편향 코일에 의해, 종/횡방향으로 이동 주사)
. 표면의 미세 구조를 3D로 시각화 가능
- 구성
. 광학계 본체계 : 전자총, 집속 렌즈, 대물 렌즈, 편향 코일, 프로브, 전자검출기 등
. 모니터 제어계
- 주요 용도 : 시료 표면의 정밀한 관찰 등
. 주로, 물질의 표면 특성, 조성 분석, 구조적 특성 연구 등에 사용
4. 프로브 현미경 (Probe Microscope), 주사 탐침 현미경 (SPM, Scanning Probe Microscope)
※ 시료 표면을 원자 수준까지 (0.1 ~ 2 nm) 상세히 (평면 xy축, 위아래 z축 모두) 관찰 가능
ㅇ 주사 터널링 현미경 (STM, Scanning Tunneling Microscope)
- 매우 정밀한 금속 탐침에 의해, 래스터 방식으로 주사됨
- 관찰할 표면에 전기(터널링 전류)를 흘려주고,
탐침 끝과의 수 나노미터 사이에서 일어나는, 양자역학적 터널링 원리에 기반함
- 분자,원자 크기의 개개의 조작,관찰까지도 가능한 전자 현미경 일종
ㅇ 원자간력 현미경, 원자 힘 현미경 (AFM, Atomic Force Microscope)
- 탐침이 시료 표면으로부터 받는 힘을 측정하여 이를 이용하는 방식