Il existe plusieurs types de microscopes à balayage incluant le balayage au microscope électronique, microscope à effet tunnel, et microscope à force atomique. Typiquement, les microscopes à balayage sont constitués d'une sonde ou d'un faisceau d'électrons qui balaie la surface d'un échantillon. L'interaction entre le microscope à balayage de l'échantillon et produit des données mesurables, tels que la modification du courant, d'une sonde de déviation, ou la production d'électrons secondaires. Ces données sont utilisées pour créer une image de la surface de l'échantillon au niveau atomique.
Le microscope électronique à balayage est l'un de plusieurs types de microscopes à balayage servant à l'image d'un échantillon. Le microscope détecte les signaux résultant de l'interaction de son faisceau d'électrons avec les atomes sur la surface de l'échantillon. Plusieurs types de signaux sont généralement produits y compris la lumière, les rayons X et les électrons.
Il existe plusieurs types d'électrons qui peuvent être mesurés par ce microscope y compris électrons transmis, électrons rétro-diffusés et des électrons secondaires. Typiquement, des microscopes électroniques à balayage ont un détecteur pour les électrons secondaires, des électrons qui sont délogées produites par une source de rayonnement primaire, à savoir le faisceau d'électrons. Les électrons secondaires donnent des informations sur la structure physique de la surface à l'échelle atomique. En général, les images au microscope une de la région de 1-5 nanomètres.
Les microscopes à balayage qui utilisent une sonde, tels que le microscope à effet tunnel, produisent des images de résolution plus élevée que le microscope électronique à balayage. Le microscope à effet tunnel possède une pointe conductrice qui est placée très près de l'échantillon. Une différence de tension entre la pointe conductrice et l'échantillon provoque tunnel des électrons à partir de l'échantillon sur la pointe.
Comme les électrons traversent, un courant d'effet tunnel est formé et mesurée. Comme la pointe conductrice est déplacé, les changements actuels, reflétant les différences de hauteur ou de densité sur la surface de l'échantillon. Avec ces données, une image de la surface à l'échelle atomique est construite.
Le microscope à force atomique est un microscope à balayage qui comporte une sonde. Il se compose d’une porte à faux et une pointe aiguë qui est placé à proximité de la surface de l'échantillon. Comme la pointe s'approche de l'échantillon, les forces entre la pointe et l'échantillon provoquent le cantilever à dévier. Typiquement forces comprennent la force mécanique de contact, van der Waals, et la force électrostatique.
En règle générale, la déflexion du cantilever est mesurée à l'aide d'un laser qui est focalisé sur la surface supérieure de la poutre. La déviation révèle la forme physique de la surface à un moment donné. À la fois l'échantillon et la sonde sont déplacés pour balayer toute la surface. Une image est construite à partir des données obtenues par le laser.
