ההבדל בין מיקרוסקופ אלקטרונים, מיקרוסקופ כוח אטומי ומיקרוסקופ מנהור סורק
אחד. מאפיינים של מיקרוסקופ אלקטרוני סורק בהשוואה למיקרוסקופ אופטי ומיקרוסקופ אלקטרוני תמסורת, למיקרוסקופ סורק אלקטרוני 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 בתלת מימד. עומק השדה של מיקרוסקופ האלקטרונים הסורק גדול מאות מונים מזה של המיקרוסקופ האופטי ועשרות מונים מזה של מיקרוסקופ אלקטרוני ההולכה.
(5) טווח ההגדלה של התמונה רחב והרזולוציה גבוהה יחסית. ניתן להגדיל אותו פי עשר עד מאות אלפי פעמים, והוא כולל בעצם את טווח ההגדלה מזכוכית מגדלת, מיקרוסקופ אופטי ועד למיקרוסקופ אלקטרוני תמסורת. הרזולוציה היא בין מיקרוסקופ אופטי למיקרוסקופ אלקטרוני שידור, עד 3 ננומטר.
(6) הנזק והזיהום של המדגם על ידי אלומת האלקטרונים קטנים יחסית.
(7) תוך התבוננות במורפולוגיה, ניתן להשתמש באותות אחרים מהמדגם לניתוח מיקרו-רכיבים.
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 האינטראקציה הבין-אטומית החלשה ביותר בין פני הדגימה הנבדקת לבין אלמנט מיניאטורי הרגיש לכוח. קצה אחד של זוג מיקרו-קנטיליבר הרגיש לכוח חלש קבוע, והקצה הזעיר של הקצה השני קרוב לדגימה. בשלב זה, הוא ייצור איתו אינטראקציה, והכוח יגרום למיקרו-קנטיליבר לעוות או לשנות את מצב התנועה שלו. בעת סריקת המדגם, השתמש בחיישן כדי לזהות שינויים אלה, וניתן לקבל מידע על חלוקת הכוח, כדי לקבל מידע על מבנה הטופוגרפיה של פני השטח ומידע על חספוס פני השטח ברזולוציה ננומטרית.
למיקרוסקופיה כוח אטומי יתרונות רבים על פני מיקרוסקופיה אלקטרונית סורקת. בניגוד למיקרוסקופים אלקטרונים, המספקים רק תמונות דו-ממדיות, AFMs מספקים מפות תלת-ממדיות אמיתיות של משטחים. יחד עם זאת, AFM אינו דורש כל טיפול מיוחד בדגימה, כגון ציפוי נחושת או ציפוי פחמן, אשר עלול לגרום לנזק בלתי הפיך לדגימה. שלישית, מיקרוסקופים אלקטרונים צריכים לפעול בתנאי ואקום גבוה, בעוד שמיקרוסקופים 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 סורק (Scanning Tunneling Microscope), למיקרוסקופ כוח אטומי ישימות 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 סורק
① למיקרוסקופ מנהור סורק ברזולוציה גבוהה יש רזולוציה מרחבית ברמה אטומית, הרזולוציה המרחבית הרוחבית שלו היא 1, והרזולוציה האורכית שלו היא 0.1.
② מיקרוסקופ המנהור הסורק יכול לזהות ישירות את מבנה פני השטח של הדגימה, ויכול לצייר תמונת מבנה תלת מימדית.
③ מיקרוסקופ מנהור סורק יכול לזהות את מבנה החומר בוואקום, בלחץ אטמוספרי, באוויר ואפילו בתמיסה. מכיוון שאין אלומת אלקטרונים בעלת אנרגיה גבוהה, אין השפעה הרסנית על פני השטח (כגון קרינה, נזקי חום וכו'), ולכן היא יכולה לחקור את המבנה של מקרומולקולות ביולוגיות ומשטחי קרום התא החיים בתנאים פיזיולוגיים, וכן הדגימות לא ייפגעו ויישארו שלמות.
④ מהירות הסריקה של מיקרוסקופ המנהור הסורק היא מהירה, זמן השגת הנתונים קצר, וההדמיה גם מהירה, כך שניתן לבצע מחקר דינמי על תהליכי חיים.
⑤ הוא אינו זקוק לשום עדשה והוא קטן בגודלו. יש אנשים שקוראים לזה "מיקרוסקופ כיס".
