Există mai multe tipuri de microscoape de scanare, inclusiv microscopul electronic de scanare, microscopul de scanare cu tunel și microscopul de forță atomică. De obicei, microscoapele de scanare constau dintr-o sondă sau un fascicul de electroni care scanează suprafața unei probe. Interacțiunea dintre microscopul de scanare și probă produce date măsurabile, cum ar fi modificarea curentului, deviația sondei sau producția de electroni secundari. Aceste date sunt folosite pentru a crea o imagine a suprafeței probei la nivel atomic.
Microscopul electronic cu scanare este unul dintre mai multe tipuri de microscoape cu scanare utilizate pentru a realiza imaginile unei probe. Microscopul detectează semnalele rezultate din interacțiunea fasciculului său de electroni cu atomii de pe suprafața probei. De obicei, sunt produse mai multe tipuri de semnale, inclusiv lumina, raze X și electroni.
Există mai multe tipuri de electroni care pot fi măsurați cu ajutorul acestui microscop, inclusiv electroni transmisi, electroni împrăștiați înapoi și electroni secundari. De obicei, microscoapele electronice cu scanare au un detector pentru electroni secundari, care sunt electroni dislocați produși dintr-o sursă primară de radiație, și anume fasciculul de electroni. Electronii secundari dau informatii despre structura fizica a suprafetei la nivel atomic. În general, microscopul imaginează o zonă de 1-5 nanometri.
Microscoapele de scanare care utilizează o sondă, cum ar fi microscopul de scanare tunel, produc imagini cu rezoluție mai mare decât microscopul electronic de scanare. Microscopul de scanare cu tunel are un vârf conducător care este plasat foarte aproape de probă. O diferență de tensiune între vârful conductor și probă face ca electronii să treacă de la probă la vârf.
Pe măsură ce electronii se încrucișează, se formează și se măsoară un curent de tunel. Pe măsură ce vârful conductor este mișcat, curentul se modifică, reflectând diferențele de înălțime sau densitate pe suprafața probei. Cu aceste date, se construiește o imagine a suprafeței la nivel atomic.
Microscopul cu forță atomică este un alt microscop de scanare care are o sondă. Este alcătuit dintr-un cantilever și un vârf ascuțit care este plasat lângă suprafața probei. Pe măsură ce vârful se apropie de eșantion, forțele dintre vârf și eșantion determină deformarea cantileverului. De obicei, forțele includ forța mecanică de contact, forța van der Waals și forța electrostatică.
De obicei, deformarea cantileverului este măsurată folosind un laser care este focalizat pe suprafața superioară a cantileverului. Deformarea dezvăluie forma fizică a suprafeței într-un anumit punct. Atât proba, cât și sonda sunt mutate pentru a scana întreaga suprafață. O imagine este construită din datele obținute de laser.