Skanningssondmikroskopier:
* skanningstunnelmikroskopi (STM): Denna teknik använder ett skarpt metalliskt spets för att skanna ytan på ett ledande material. Genom att applicera en spänning mellan spetsen och provet genereras en kvanttunnelström, vilket är känsligt för yttopografin. STM kan uppnå atomupplösning och kan användas för att avbilda både struktur och elektroniska egenskaper hos ytor.
* Atomic Force Microscopy (AFM): Denna teknik använder en skarp spets fäst vid en utskjutning för att skanna ytan på ett material. Spetsen interagerar med ytan genom krafter som van der Waals -krafter, elektrostatiska krafter eller magnetiska krafter. Avböjningen av utskjutningen mäts, vilket ger information om yttopografin. AFM kan användas för att avbilda ett bredare utbud av material än STM, inklusive isolatorer.
Elektronmikroskopi:
* Transmission Electron Microscopy (TEM): Denna teknik använder en stråle av elektroner för att belysa ett tunt prov. Elektronerna interagerar med provet, och de överförda elektronerna används för att bilda en bild. TEM kan uppnå atomupplösning och används för att studera den inre strukturen för material, inklusive kristalldefekter och korngränser.
* skanningsöverföringselektronmikroskopi (STEM): Detta är en variant av TEM där elektronstrålen skannas över provet. De spridda elektronerna detekteras, vilket ger information om provets sammansättning och struktur. STEM kan ge atomupplösning och kan användas för att avbilda individuella atomer.
Andra tekniker:
* röntgendiffraktion (XRD): Denna teknik använder röntgenstrålar för att undersöka den kristallina strukturen hos material. Genom att analysera diffraktionsmönstret är det möjligt att bestämma arrangemanget av atomer i kristallgitteret. XRD är en kraftfull teknik för att bestämma strukturen för bulkmaterial, men den kan också användas för att studera ytstrukturer i vissa fall.
* Ytan röntgendiffraktion (SXRD): Denna teknik liknar XRD men fokuserar specifikt på ytstrukturen för ett material. SXRD kan ge information om atomarrangemanget på ytan, inklusive närvaron av ytrekonstruktioner och adsorbater.
Valet av instrument beror på det specifika material som studeras, den önskade upplösningen och vilken typ av information som söks. Till exempel är STM ett utmärkt val för avbildning av atomstrukturen för ledande ytor, medan AFM är bättre lämpad för icke-ledande material. TEM är en mångsidig teknik som kan användas för att studera ett brett utbud av material, men det kräver tunna prover.
