इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप, परमाणु बल माइक्रोस्कोप और स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप के बीच अंतर
एक। 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 पतले स्लाइस में काटने की आवश्यकता नहीं है।
(3) नमूने को नमूना कक्ष में त्रि-आयामी स्थान 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-आयामीता से भरी है। स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के क्षेत्र की गहराई ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की तुलना में सैकड़ों गुना बड़ी है और ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की तुलना में दर्जनों गुना बड़ी है।
(5) छवि की आवर्धन सीमा विस्तृत है और रिज़ॉल्यूशन अपेक्षाकृत अधिक है। इसे दस गुना से सैकड़ों हजारों गुना तक बढ़ाया जा सकता है, और इसमें मूल रूप से आवर्धक ग्लास, ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप से ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप तक आवर्धन सीमा शामिल है। रिज़ॉल्यूशन ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप और ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के बीच 3nm तक है।
(6) इलेक्ट्रॉन किरण द्वारा नमूने की क्षति और संदूषण अपेक्षाकृत कम है।
(7) आकृति विज्ञान का अवलोकन करते समय, नमूने से अन्य संकेतों का उपयोग सूक्ष्म-घटक विश्लेषण के लिए भी किया जा सकता है।
2. परमाणु बल माइक्रोस्कोप
परमाणु बल माइक्रोस्कोप (एएफएम), एक विश्लेषणात्मक उपकरण 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 लघु बल-संवेदनशील तत्व के बीच बेहद कमजोर अंतर-परमाणु संपर्क का पता लगाकर पदार्थों की सतह संरचना और गुणों का अध्ययन करता है। कमजोर बल के प्रति संवेदनशील माइक्रोकैंटिलीवर की एक जोड़ी का एक सिरा स्थिर होता है, और दूसरे सिरे की छोटी नोक नमूने के करीब होती है। इस समय, यह इसके साथ बातचीत करेगा, और बल माइक्रोकैंटिलीवर को विकृत कर देगा या इसकी गति की स्थिति को बदल देगा। नमूने को स्कैन करते समय, इन परिवर्तनों का पता लगाने के लिए सेंसर का उपयोग करें, और बल वितरण जानकारी प्राप्त की जा सकती है, ताकि नैनोमीटर रिज़ॉल्यूशन के साथ सतह स्थलाकृति संरचना की जानकारी और सतह खुरदरापन की जानकारी प्राप्त की जा सके।
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी की तुलना में परमाणु बल माइक्रोस्कोपी के कई फायदे हैं। इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी के विपरीत, जो केवल दो-आयामी छवियां प्रदान करते हैं, एएफएम सतहों के वास्तविक त्रि-आयामी मानचित्र प्रदान करते हैं। साथ ही, एएफएम को नमूने के किसी विशेष उपचार की आवश्यकता नहीं होती है, जैसे तांबा चढ़ाना या कार्बन चढ़ाना, जिससे नमूने को अपरिवर्तनीय क्षति हो सकती है। तीसरा, इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी को उच्च निर्वात परिस्थितियों में संचालित करने की आवश्यकता होती है, जबकि परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी सामान्य दबाव और यहां तक कि तरल वातावरण में भी अच्छा काम कर सकते हैं। इसका उपयोग जैविक मैक्रोमोलेक्यूल्स और यहां तक कि जीवित जैविक ऊतकों का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है। स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप (स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप) की तुलना में, परमाणु बल माइक्रोस्कोप की व्यापक प्रयोज्यता है क्योंकि यह गैर-प्रवाहकीय नमूनों का निरीक्षण कर सकता है। स्कैनिंग बल माइक्रोस्कोप, जो वैज्ञानिक अनुसंधान और उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, परमाणु बल माइक्रोस्कोप पर आधारित है।
3. स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप
① उच्च रिज़ॉल्यूशन स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप में परमाणु-स्तर का स्थानिक रिज़ॉल्यूशन होता है, इसका पार्श्व स्थानिक रिज़ॉल्यूशन 1 होता है, और इसका अनुदैर्ध्य रिज़ॉल्यूशन 0.1 होता है।
② स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप सीधे नमूने की सतह संरचना का पता लगा सकता है, और एक त्रि-आयामी संरचना छवि खींच सकता है।
③ स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप निर्वात, वायुमंडलीय दबाव, वायु और यहां तक कि समाधान में पदार्थ की संरचना का पता लगा सकता है। चूँकि कोई उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉन किरण नहीं है, सतह पर कोई विनाशकारी प्रभाव नहीं है (जैसे विकिरण, गर्मी क्षति, आदि), इसलिए यह शारीरिक स्थितियों के तहत जैविक मैक्रोमोलेक्यूल्स और जीवित कोशिका झिल्ली सतहों की संरचना का अध्ययन कर सकता है, और नमूने क्षतिग्रस्त नहीं होंगे और बरकरार रहेंगे।
④ स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप की स्कैनिंग गति तेज है, डेटा प्राप्त करने का समय कम है, और इमेजिंग भी तेज है, इसलिए जीवन प्रक्रियाओं 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।
