الفرق بين المجهر الإلكتروني ومجهر القوة الذرية والمجهر النفقي الماسح
I. خصائص المجهر الإلكتروني الماسح بالمقارنة مع المجهر الضوئي والمجهر الإلكتروني النافذ، يتميز المجهر الإلكتروني الماسح بالخصائص التالية:
(ط) القدرة على مراقبة بنية سطح العينة بشكل مباشر، ويمكن أن يصل حجم العينة إلى 120 مم × 80 مم × 50 مم.
(2) عملية تحضير العينة بسيطة، دون الحاجة إلى تقطيعها إلى شرائح رفيعة.
(ثالثًا) يمكن ترجمة العينة وتدويرها بثلاث درجات من المساحة في حجرة العينة، بحيث يمكن ملاحظة العينة من زوايا مختلفة.
(4) عمق المجال كبير، والصورة غنية بالمعنى ثلاثي الأبعاد. عمق مجال SEM أكبر بمئات المرات من المجهر الضوئي وعشرات المرات أكبر من المجهر الإلكتروني النافذ.
(E) نطاق تكبير الصورة واسع، والدقة عالية نسبيًا أيضًا. يمكن تكبيره من اثنتي عشرة مرة إلى مئات الآلاف من المرات، ويشمل ذلك بشكل أساسي من العدسة المكبرة والمجهر الضوئي حتى نطاق تكبير المجهر الإلكتروني النافذ. الدقة بين المجهر الضوئي والمجهر الإلكتروني النافذ، تصل إلى 3 نانومتر.
(6) يكون الضرر والتلوث الذي تتعرض له العينة بواسطة شعاع الإلكترون صغيرًا.
(السابع) أثناء مراقبة التشكل، يمكن أيضًا استخدام الإشارات الأخرى المنبعثة من العينة لتحليل تكوين المنطقة الدقيقة.
II-مجهر القوة الذرية
مجهر القوة الذرية (AFM)، أداة تحليلية يمكن استخدامها لدراسة البنية السطحية للمواد الصلبة، بما في ذلك العوازل. وهو يدرس البنية السطحية للمواد وخصائصها من خلال الكشف عن قوى التفاعل بين الذرات الضعيفة للغاية بين سطح العينة المراد اختبارها وعنصر مصغر حساس للقوة. يتم تثبيت زوج من الكابولي الدقيقة، وهي حساسة للغاية للقوى الضعيفة، في أحد طرفيها، ويتم تقريب طرف إبرة صغير في الطرف الآخر من العينة، والتي سوف تتفاعل معها بعد ذلك، وسوف تسبب القوة الكابولي الصغيرة لتشويه أو تغيير حالة حركتها. عند مسح العينة، يتم الكشف عن هذه التغييرات بواسطة أجهزة الاستشعار، ويمكن الحصول على معلومات حول توزيع القوة، وبالتالي الحصول على معلومات حول مورفولوجيا السطح وبنيته وكذلك خشونة السطح بدقة نانومترية.
يتمتع AFM بالعديد من المزايا مقارنة بالمجهر الإلكتروني الماسح. على عكس المجاهر الإلكترونية، التي يمكنها فقط تقديم صور ثنائية الأبعاد، يوفر مجهر AFM خرائط سطحية ثلاثية الأبعاد حقيقية. أيضًا، لا يتطلب AFM أي معاملة خاصة للعينة، مثل طلاء النحاس أو الكربون، مما قد يسبب ضررًا لا رجعة فيه للعينة. ثالثًا، في حين أن المجاهر الإلكترونية تحتاج إلى العمل في ظل ظروف فراغ عالية، فإن أجهزة AFM تعمل جيدًا عند الضغط الجوي وحتى في البيئات السائلة. ويمكن استخدام هذا لدراسة الجزيئات البيولوجية الكبيرة وحتى الأنسجة البيولوجية الحية. يتمتع AFM بقابلية تطبيق أوسع من مجهر المسح النفقي (STM) نظرًا لقدرته على مراقبة العينات غير الموصلة. تعتمد مجاهر قوة المسح، والتي تستخدم حاليًا على نطاق واسع في البحث العلمي والصناعة، على مجهر القوة الذرية.
مجهر مسح نفقي
① مجهر مسح نفقي عالي الدقة مع دقة مكانية على المستوى الذري، دقة مكانية أفقية تبلغ l، دقة رأسية تبلغ 0.1، ② يمكن استخدام مجهر المسح النفقي في مجال مجهر القوة الذرية.
② يمكن لمجهر المسح النفقي أن يستكشف مباشرة البنية السطحية للعينة، ويمكنه رسم صورة هيكلية ثلاثية الأبعاد.
③ يمكن للمجهر النفقي الماسح استكشاف بنية المواد في الفراغ والضغط الجوي والهواء وحتى في المحلول. نظرًا لعدم وجود شعاع إلكتروني عالي الطاقة، لا يوجد أي ضرر على السطح (على سبيل المثال، الإشعاع، الضرر الحراري، وما إلى ذلك)، لذلك من الممكن دراسة بنية الجزيئات الحيوية وسطح أغشية الخلايا الحية في حالة فسيولوجية ولن تتضرر العينات وتبقى سليمة.
④ يتميز المجهر النفقي الماسح بسرعة مسح سريعة، ووقت قصير للحصول على البيانات، وتصوير سريع، مما يجعل من الممكن إجراء دراسات حركية لعمليات الحياة.
⑤ لا يتطلب أي عدسة وهو صغير الحجم، لذلك يسميه البعض "مجهر الجيب".
