Microscopie della sonda di scansione:
* Microscopia a tunneling a scansione (STM): Questa tecnica utilizza una punta metallica affilata per scansionare la superficie di un materiale conduttivo. Applicando una tensione tra la punta e il campione, viene generata una corrente di tunneling quantistico, che è sensibile alla topografia superficiale. STM può ottenere una risoluzione atomica e può essere utilizzato per immaginare sia la struttura che le proprietà elettroniche delle superfici.
* Microscopia a forza atomica (AFM): Questa tecnica utilizza una punta affilata attaccata a un cantilever per scansionare la superficie di un materiale. La punta interagisce con la superficie attraverso forze come forze di van der Waals, forze elettrostatiche o forze magnetiche. Viene misurata la deflessione del cantilever, fornendo informazioni sulla topografia superficiale. L'AFM può essere utilizzato per immaginare una gamma più ampia di materiali rispetto a STM, compresi gli isolanti.
Microscopia elettronica:
* Microscopia elettronica a trasmissione (TEM): Questa tecnica utilizza un raggio di elettroni per illuminare un campione sottile. Gli elettroni interagiscono con il campione e gli elettroni trasmessi vengono utilizzati per formare un'immagine. TEM può ottenere una risoluzione atomica e viene utilizzato per studiare la struttura interna dei materiali, compresi i difetti di cristallo e i confini del grano.
* Microscopia elettronica a trasmissione a scansione (STEM): Questa è una variante di TEM in cui il raggio di elettroni viene scansionato attraverso il campione. Gli elettroni sparsi vengono rilevati, fornendo informazioni sulla composizione e sulla struttura del campione. Lo stelo può fornire una risoluzione atomica e può essere utilizzato per immaginare i singoli atomi.
Altre tecniche:
* Diffrazione dei raggi X (xrd): Questa tecnica utilizza i raggi X per sondare la struttura cristallina dei materiali. Analizzando il modello di diffrazione, è possibile determinare la disposizione degli atomi nel reticolo cristallino. XRD è una potente tecnica per determinare la struttura dei materiali sfusi, ma in alcuni casi può anche essere utilizzato per studiare le strutture di superficie.
* Diffrazione dei raggi X di superficie (sxrd): Questa tecnica è simile a XRD ma si concentra specificamente sulla struttura superficiale di un materiale. SXRD può fornire informazioni sulla disposizione atomica in superficie, compresa la presenza di ricostruzioni di superficie e adsorbati.
La scelta dello strumento dipende dal materiale specifico da studiare, dalla risoluzione desiderata e dal tipo di informazioni richieste. Ad esempio, STM è una scelta eccellente per l'imaging della struttura atomica delle superfici conduttori, mentre AFM è più adatto per materiali non conduttivi. TEM è una tecnica versatile che può essere utilizzata per studiare una vasta gamma di materiali, ma richiede campioni sottili.
