4月, 2016年

【レーザー走査顕微鏡の特徴】

2016-04-28

レーザー走査顕微鏡は、焦点を合わせた部分以外から得られる光を排除して、画像に必要なデータを得るという性質があり、厚みのある試料でも鮮明な3D画像が得られます。
観察時の条件にもよりますが、一般的な光学顕微鏡に比べて1.3~1.4倍の分解能が得られることもあります。
なお、レーザー光線をそのまま試料に照射して観察しようとすると、干渉ノイズが生じます。
そのため、レーザー光線を小さく絞り込んで試料表面にあて、これを走査する方法で試料を観察するのが、この顕微鏡の特徴です。

【レーザー走査顕微鏡】

2016-04-27

光学顕微鏡の中でもレーザー走査顕微鏡は、新しく開発されたものです。
レーザー走査顕微鏡はレーザー光スポットで試料を走査しながら透過光や後方散乱光の強度を検出する方法で試料の像を描き出す仕組みのものです。
そもそも、レーザー光線が発明された時期が20世紀に入ってからのことであり、レーザーに関する特許は、ベル研究所によって1960年に取得されています。
レーザー光線が顕微鏡の光源として使われるようになったのは、さらに後ということになります。

【走査型近接場光顕微鏡から生まれた顕微鏡】

2016-04-26

走査型近接場光顕微鏡は1928年にイギリスで考案され、1984年には実用的なモデルが開発され、その後の発展を遂げてきました。
試料に金属箔蒸着などの操作を行わず、非破壊的に観察できることなどのメリットがありますが、走査型トンネル顕微鏡に比べて分解能が劣ってしまうことは事実です。
現在では走査型近接場光顕微鏡を原型として、フォトン走査型トンネル顕微鏡や、無開口近接場顕微鏡、反射モード近接場光走査顕微鏡などの様々な顕微鏡が開発されています。

【走査型近接場光顕微鏡】

2016-04-25

走査型近接場光顕微鏡は、物質の表面を非常に薄く取り巻く「近接場光(エバネッセント光)」を利用して試料を観察します。
近接場光(エバネッセント光)は、空間中を伝わらずに途中で消え去る、という性質を持っており、走査型近接場光顕微鏡は細いプローブを使い、試料を走査することで観察を行います。
なお、光学顕微鏡の一種ですので、たとえば真空状態にして観察をしなければならない、ということはない点が大きなメリットです。

【原子間力顕微鏡の特徴】

2016-04-22

原子間力顕微鏡は、カンチレバーの先端に取り付けた探針で試料表面をなぞる、あるいは試料表面と一定の距離を保った状態で走査する、といった方法で試料を観察します。
原子間力はあらゆる物質の間で働く力であるため、原子間力顕微鏡は様々な物質の観察が可能であり、走査型トンネル顕微鏡では観察が難しい絶縁性試料の観察も行うことができます。
コンタクトモードと、ノンコンタクトモードのいずれかを選ぶことができ、特にノンコンタクトモードを選ぶと試料を探針に接触させずに観察することができます。

【原子間力顕微鏡(AFM)】

2016-04-21

原子間力顕微鏡(AFM)は、走査型プローブ顕微鏡の一種であり、探針を試料に近づけ、探針と試料の間に働く原子間力を検出することで、試料を観察する仕組みのものです。
走査型トンネル顕微鏡はトンネル電流を利用して試料を観察するため、絶縁性の試料は観察することができませんが、原子間力を利用するAFMは絶縁性試料を観察することもできます。
またコンタクトモードとノンコンタクトモードを選択することができるので、試料を傷つけずに観察することも可能です。

【走査型トンネル顕微鏡(STM)】

2016-04-20

走査型トンネル顕微鏡(STM)は走査型プローブ顕微鏡の一種で、非常に小さな探針を試料に近づけ、探針と試料の間で流れる「トンネル電流」を検出することで、試料表面の状態を観察するものです。
トンネル電流とは、先端のとがった金属探針を試料に近づけ、微小なバイアス電圧を加えることによって電子が飛び移り流れる微小な電流のことです。
探針と試料の間の距離が原子1個の半分程度変わるだけでも、トンネル電流は非常に大きく変化するのです。

【走査型プローブ顕微鏡の特徴】

2016-04-19

走査型プローブ顕微鏡の特徴は高い分解能を持ち、一定の条件と試料に対しては原子・分子レベルの分解能を発揮すること、そして拡大能力では透過型電子顕微鏡に並ぶということが大きな特徴です。
電子顕微鏡とは違い真空という環境下でなく、大気中でも使用することができ、さらには溶液中での使用・操作も可能であることが、走査型プローブ顕微鏡の大きなメリットです。
微生物、生体試料の観察にも適しており、化学反応中のリアルタイム観察、液晶・高分子などの観察といった幅広い分野での利用が可能です。

【走査型プローブ顕微鏡】

2016-04-18

顕微鏡の中で、「探針」と呼ばれる器具を使って観察対象となる物質の表面を観察するタイプのものを走査型プローブ顕微鏡と呼びます。
光学顕微鏡に比べて空間分解能が高く、一定の条件が揃えば原子・分子レベルの分解能を発揮すること、また電子顕微鏡に比べて小型であることが特徴です。
表面を観察するために、微小電流を利用する「走査型トンネル顕微鏡(STM)」や原子間力を利用して観察する「原子間力顕微鏡(AFM)」、パルス電圧を使って静電気力を調べる「静電気力顕微鏡」などの様々なものがあり、用途に応じて観察方法を使い分けることになります。

【可逆圧縮とは】

2016-04-15

圧縮する前のデータと、圧縮→展開の処理を行った後のデータが完全に等しくなるデータの圧縮方法を「可逆圧縮」「ロスレス圧縮」と呼びます。
画像の圧縮形式のなかではPNG、GIFなどが可逆圧縮に該当します。
可逆圧縮方式には「データの中の冗長性や偏りを見つけ出す」こと、そしてその部分をうまく圧縮するという考えがあります。
冗長性がないデータに可逆圧縮を行おうとすると、かえってデータ容量が増加してしまうというデメリットがあります。

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