ההבדל בין מיקרוסקופ אלקטרוני, מיקרוסקופ כוח אטומי, מיקרוסקופ מנהור סורק
מיקרוסקופ אלקטרוני, מיקרוסקופ כוח אטומי, מיקרוסקופ מנהור סורק. ההבדל:
אחד. בהשוואה למיקרוסקופים אופטיים ומיקרוסקופי אלקטרונים תמסורת, למיקרוסקופים סורקים יש את המאפיינים הבאים:
(1) ניתן לראות ישירות את מבנה פני השטח של המדגם, וגודל המדגם יכול להיות גדול עד 120 מ"מ × 80 מ"מ × 50 מ"מ.
(2) תהליך הכנת הדוגמא הוא פשוט ואין צורך לחתוך אותו לפרוסות דקות.
(3) ניתן לתרגם ולסובב את הדגימה בחלל תלת מימדי בתא הדגימה, כך שניתן לצפות בדגימה מזוויות שונות.
(4) עומק השדה גדול, והתמונה מלאה באפקט תלת מימדי. עומק השדה של מיקרוסקופ אלקטרונים סורק גדול מאות מונים מזה של מיקרוסקופ אופטי, ועשרות מונים מזה של מיקרוסקופ אלקטרוני תמסורת.
(5) טווח ההגדלה של התמונה רחב והרזולוציה גבוהה יחסית. ניתן להגדיל אותו מפי עשר למאות אלפי פעמים, והוא כולל בעצם את טווח ההגדלה מזכוכית מגדלת, מיקרוסקופ אופטי ועד מיקרוסקופ אלקטרונים שידור. הרזולוציה היא בין המיקרוסקופ האופטי למיקרוסקופ אלקטרוני ההולכה, עד 3 ננומטר.
(6) הנזק והזיהום של המדגם על ידי קרן האלקטרונים הוא קטן.
(7) תוך התבוננות במורפולוגיה, ניתן להשתמש באותות אחרים מהמדגם לניתוח הרכב מיקרו-אזור.
2. מיקרוסקופ כוח אטומי
מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM), מכשיר אנליטי שניתן להשתמש בו כדי לחקור את מבנה פני השטח של חומרים מוצקים, כולל מבודדים. הוא בוחן את מבנה פני השטח ותכונותיהם של חומרים על ידי זיהוי כוח האינטראקציה הבין-אטומי החלש ביותר בין פני הדגימה הנבדקת לבין אלמנט מיניאטורי הרגיש לכוח. קצה אחד של זוג מיקרו-קנטיליברים רגישים במיוחד קבוע, והקצה המיקרו-קצה בקצה השני קרוב לדגימה. בשלב זה, הוא ייצור עמו אינטראקציה, והכוח יגרום למיקרו-קנטיליבר לעוות או לשנות את מצב התנועה שלו. כאשר הדגימה נסרקת, החיישן משמש לזיהוי שינויים אלו, וניתן לקבל מידע על חלוקת הכוח, כך שניתן לקבל מידע על מבנה הטופוגרפיה של פני השטח ומידע על חספוס פני השטח ברזולוציה ננומטרית.
בהשוואה למיקרוסקופים אלקטרונים סורקים, למיקרוסקופים כוח אטומי יש יתרונות רבים. בניגוד למיקרוסקופים אלקטרונים, שיכולים לספק רק תמונות דו-ממדיות, AFMs מספקים מפות תלת-ממדיות אמיתיות של פני השטח. יחד עם זאת, AFM אינו דורש כל טיפול מיוחד בדגימה, כגון ציפוי נחושת או פחמן, אשר עלול לגרום לנזק בלתי הפיך לדגימה. שלישית, מיקרוסקופים אלקטרונים צריכים לפעול בתנאי ואקום גבוה, ומיקרוסקופים של כוח אטומי יכולים לעבוד היטב בלחץ רגיל ואפילו בסביבות נוזליות. זה יכול לשמש כדי לחקור מקרומולקולות ביולוגיות ואפילו רקמות ביולוגיות חיות. בהשוואה למיקרוסקופ מנהור סריקה, למיקרוסקופ כוח אטומי ישנה רחבה יותר מכיוון שהוא יכול לצפות בדגימות לא מוליכות. מיקרוסקופ כוח הסריקה, שנמצא בשימוש נרחב במחקר מדעי ובתעשייה, מבוסס על מיקרוסקופ הכוח האטומי.
3. מיקרוסקופ מנהור סריקה
① למיקרוסקופיה מנהור סריקה ברזולוציה גבוהה יש רזולוציה מרחבית ברמה אטומית, עם רזולוציה מרחבית רוחבית של 1 ורזולוציה אורכית של 0.1.
② מיקרוסקופ המנהור הסורק יכול לזהות ישירות את מבנה פני השטח של הדגימה, ויכול לצייר תמונת מבנה תלת מימדית.
③ מיקרוסקופ מנהור סריקה יכול לזהות את מבנה החומר בוואקום, בלחץ אטמוספרי, באוויר ואפילו בתמיסה. מכיוון שאין אלומת אלקטרונים בעלת אנרגיה גבוהה, אין פגיעה לפני השטח (כגון קרינה, נזק תרמי וכו'), ולכן ניתן ללמוד את המבנה של מקרומולקולות ביולוגיות ומשטחי קרום תאים חיים בתנאים פיזיולוגיים, ואת הדגימות. לא ייפגע ויישאר שלם.
④ מהירות הסריקה של מיקרוסקופ מנהור סורק היא מהירה, זמן רכישת הנתונים קצר, וההדמיה גם מהירה, וניתן לבצע מחקרים קינטיים של תהליכי חיים.
⑤ הוא אינו זקוק לשום עדשה והוא קטן בגודלו. יש אנשים שקוראים לזה "מיקרוסקופ כיס".
