Para ver o arranjo de átomos na superfície de um cristal, você precisaria de uma técnica que possa fornecer resolução em escala atômica. Aqui estão alguns dos instrumentos mais usados:

Microscopias da sonda de varredura:

* Microscopia de tunelamento de varredura (STM): Esta técnica usa uma ponta metálica nítida para escanear a superfície de um material condutor. Ao aplicar uma tensão entre a ponta e a amostra, é gerada uma corrente de tunelamento quântico, que é sensível à topografia da superfície. O STM pode obter resolução atômica e pode ser usada para imaginar a estrutura e as propriedades eletrônicas das superfícies.

* Microscopia de força atômica (AFM): Esta técnica usa uma ponta nítida presa a um cantilever para escanear a superfície de um material. A ponta interage com a superfície através de forças como forças de van der Waals, forças eletrostáticas ou forças magnéticas. A deflexão do cantilever é medida, fornecendo informações sobre a topografia da superfície. O AFM pode ser usado para imaginar uma gama mais ampla de materiais que o STM, incluindo isoladores.

microscopia eletrônica:

* Microscopia eletrônica de transmissão (TEM): Esta técnica usa um feixe de elétrons para iluminar uma amostra fina. Os elétrons interagem com a amostra e os elétrons transmitidos são usados ​​para formar uma imagem. O TEM pode atingir a resolução atômica e é usada para estudar a estrutura interna dos materiais, incluindo defeitos cristalinos e limites de grãos.

* Microscopia eletrônica de transmissão de varredura (STEM): Esta é uma variante do TEM onde o feixe de elétrons é digitalizado em toda a amostra. Os elétrons dispersos são detectados, fornecendo informações sobre a composição e estrutura da amostra. O STEM pode fornecer resolução atômica e pode ser usada para imaginar átomos individuais.

Outras técnicas:

* difração de raios-X (DRX): Esta técnica usa raios-X para investigar a estrutura cristalina dos materiais. Ao analisar o padrão de difração, é possível determinar o arranjo de átomos na treliça de cristal. O DRX é uma técnica poderosa para determinar a estrutura dos materiais a granel, mas também pode ser usada para estudar estruturas de superfície em alguns casos.

* Difração de raios X de superfície (SXRD): Essa técnica é semelhante à DRX, mas se concentra especificamente na estrutura da superfície de um material. O SXRD pode fornecer informações sobre o arranjo atômico na superfície, incluindo a presença de reconstruções e adsorpos da superfície.

A escolha do instrumento depende do material específico que está sendo estudado, da resolução desejada e do tipo de informação que está sendo solicitada. Por exemplo, o STM é uma excelente opção para imaginar a estrutura atômica das superfícies condutores, enquanto o AFM é mais adequado para materiais não condutores. O TEM é uma técnica versátil que pode ser usada para estudar uma ampla gama de materiais, mas requer amostras finas.