इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप, परमाणु बल माइक्रोस्कोप और स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप के बीच अंतर
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की विशेषताएं ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप और ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की तुलना में, स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में निम्नलिखित विशेषताएं हैं:
(1) नमूने की सतह संरचना को सीधे देखा जा सकता है, और नमूने का आकार 120 मिमी × 80 मिमी × 50 मिमी जितना बड़ा हो सकता है।
(2) नमूना तैयार करने की प्रक्रिया सरल है और इसे काटने की आवश्यकता नहीं है।
(3) नमूने को नमूना कक्ष में तीन आयामों में अनुवादित और घुमाया जा सकता है, ताकि नमूने को विभिन्न कोणों से देखा जा सके।
(4) क्षेत्र की गहराई बड़ी है, और छवि त्रि-आयामी भावना से भरी है। स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के क्षेत्र की गहराई ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की तुलना में कई सौ गुना बड़ी है और ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की तुलना में दर्जनों गुना बड़ी है।
(5) छवि में व्यापक आवर्धन सीमा और उच्च रिज़ॉल्यूशन है। इसे दस गुना से सैकड़ों हजारों गुना तक बढ़ाया जा सकता है, जिसमें मूल रूप से आवर्धक ग्लास, ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप से ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप तक प्रवर्धन रेंज शामिल है। रिज़ॉल्यूशन ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप और ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के बीच है, जो 3 एनएम तक पहुंच सकता है।
(6) इलेक्ट्रॉन किरण से नमूने को कम क्षति और प्रदूषण होता है।
(7) आकृति विज्ञान का अवलोकन करते समय, हम सूक्ष्म क्षेत्र संरचना विश्लेषण के लिए नमूने से अन्य संकेतों का भी उपयोग कर सकते हैं।
परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी
परमाणु बल माइक्रोस्कोप (एएफएम) एक विश्लेषणात्मक उपकरण है जिसका उपयोग इंसुलेटर सहित ठोस सामग्रियों की सतह संरचना का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है। यह परीक्षण किए जाने वाले नमूने की सतह और एक सूक्ष्म बल संवेदनशील तत्व के बीच बेहद कमजोर अंतर-परमाणु संपर्क का पता लगाकर पदार्थ की सतह संरचना और गुणों का अध्ययन करता है। माइक्रो-कैंटिलीवर की एक जोड़ी का एक सिरा, जो कमजोर बल के प्रति बेहद संवेदनशील होता है, स्थिर होता है, और दूसरे छोर पर छोटी सुई की नोक नमूने के करीब होती है। इस समय, यह उनके साथ बातचीत करेगा, और बल सूक्ष्म-कैंटिलीवर को विकृत कर देगा या उनकी गति की स्थिति को बदल देगा। नमूने को स्कैन करते समय, इन परिवर्तनों का पता लगाने के लिए सेंसर का उपयोग करके बल वितरण की जानकारी प्राप्त की जा सकती है, ताकि नैनोमीटर रिज़ॉल्यूशन के साथ सतह आकृति विज्ञान संरचना की जानकारी और सतह खुरदरापन की जानकारी प्राप्त की जा सके।
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की तुलना में, परमाणु बल माइक्रोस्कोप के कई फायदे हैं। इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के विपरीत, जो केवल दो-आयामी छवियां प्रदान कर सकता है, एएफएम वास्तविक त्रि-आयामी सतह मानचित्र प्रदान करता है। साथ ही, एएफएम को नमूने पर किसी विशेष उपचार की आवश्यकता नहीं होती है, जैसे तांबा चढ़ाना या कार्बन चढ़ाना, जिससे नमूने को अपरिवर्तनीय क्षति होगी। तीसरा, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप को उच्च निर्वात में संचालित करने की आवश्यकता होती है, और परमाणु बल माइक्रोस्कोप सामान्य दबाव और यहां तक कि तरल वातावरण में भी अच्छा काम कर सकता है। इसका उपयोग जैविक मैक्रोमोलेक्यूल्स और यहां तक कि जीवित जैविक ऊतकों का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है। स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप की तुलना में, परमाणु बल माइक्रोस्कोप की व्यापक प्रयोज्यता है क्योंकि यह गैर-प्रवाहकीय नमूनों का निरीक्षण कर सकता है। वर्तमान में, वैज्ञानिक अनुसंधान और उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला स्कैनिंग बल माइक्रोस्कोप परमाणु बल माइक्रोस्कोप पर आधारित है।
एसटीएम
① उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप में परमाणु स्तर का स्थानिक रिज़ॉल्यूशन होता है, जिसमें L का क्षैतिज स्थानिक रिज़ॉल्यूशन और 0.1 का ऊर्ध्वाधर रिज़ॉल्यूशन होता है।
(2) स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप सीधे नमूनों की सतह संरचना का पता लगा सकता है और त्रि-आयामी संरचनात्मक चित्र खींच सकता है।
③ स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप वैक्यूम, सामान्य दबाव, हवा और यहां तक कि समाधान में पदार्थ की संरचना का पता लगा सकता है। क्योंकि इसमें कोई उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉन किरण नहीं है, इसका सतह पर कोई विनाशकारी प्रभाव नहीं है (जैसे विकिरण, थर्मल क्षति, आदि), इसलिए यह शारीरिक स्थितियों के तहत जैविक मैक्रोमोलेक्यूल्स और जीवित कोशिका झिल्ली की सतह संरचना का अध्ययन कर सकता है, और नमूने क्षतिग्रस्त नहीं होंगे और बरकरार रहेंगे।
(4) स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप में तेज स्कैनिंग गति, कम डेटा अधिग्रहण समय और तेज इमेजिंग के फायदे हैं, इसलिए जीवन प्रक्रिया पर गतिशील अनुसंधान करना संभव है।
⑤ इसमें किसी लेंस की आवश्यकता नहीं है, और यह आकार में छोटा है। कुछ लोग इसे "पॉकेट माइक्रोस्कोप" कहते हैं।
