ความแตกต่างระหว่างกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม และกล้องจุลทรรศน์อุโมงค์แบบส่องกราด
หนึ่ง. ลักษณะของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด เมื่อเปรียบเทียบกับกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงและกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดมีลักษณะดังต่อไปนี้:
(1) สามารถสังเกตโครงสร้างพื้นผิวของตัวอย่างได้โดยตรง และขนาดของตัวอย่างอาจมีขนาดใหญ่ถึง 120 มม. × 80 มม. × 50 มม.
(2) ขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างง่ายและไม่ต้องหั่นเป็นชิ้นบางๆ
(3) ตัวอย่างสามารถแปลและหมุนในพื้นที่สามมิติในห้องตัวอย่างได้ จึงสามารถสังเกตตัวอย่างได้จากมุมต่างๆ
(4) ความชัดลึกมีขนาดใหญ่และภาพเต็มไปด้วยสามมิติ ความชัดลึกของฟิลด์ของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดนั้นใหญ่กว่าของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงหลายร้อยเท่า และใหญ่กว่าของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านหลายสิบเท่า
(5) ช่วงการขยายของภาพกว้างและความละเอียดค่อนข้างสูง สามารถขยายได้สิบเท่าถึงหลายแสนเท่า และโดยพื้นฐานแล้วจะมีช่วงการขยายตั้งแต่แว่นขยาย กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ไปจนถึงกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน ความละเอียดอยู่ระหว่างกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงและกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน สูงถึง 3 นาโนเมตร
(6) ความเสียหายและการปนเปื้อนของตัวอย่างจากลำแสงอิเล็กตรอนมีค่อนข้างน้อย
(7) ในขณะที่สังเกตสัณฐานวิทยา สัญญาณอื่นๆ จากตัวอย่างยังสามารถใช้เพื่อการวิเคราะห์องค์ประกอบระดับไมโคร
2. กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม
กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (AFM) ซึ่งเป็นเครื่องมือวิเคราะห์ที่สามารถใช้ศึกษาโครงสร้างพื้นผิวของวัสดุที่เป็นของแข็ง รวมถึงฉนวน ศึกษาโครงสร้างพื้นผิวและคุณสมบัติของสารโดยการตรวจจับปฏิสัมพันธ์ระหว่างอะตอมที่อ่อนแอมากระหว่างพื้นผิวของตัวอย่างที่จะทดสอบกับองค์ประกอบที่ไวต่อแรงขนาดเล็ก ปลายข้างหนึ่งของไมโครแคนทิลิเวอร์คู่ที่ไวต่อแรงอ่อนได้รับการแก้ไขแล้ว และปลายเล็ก ๆ ของปลายอีกข้างหนึ่งอยู่ใกล้กับตัวอย่าง ในเวลานี้ มันจะโต้ตอบกับมัน และแรงจะทำให้ไมโครแคนทิลิเวอร์เสียรูปหรือเปลี่ยนสถานะการเคลื่อนไหว เมื่อสแกนตัวอย่าง ให้ใช้เซ็นเซอร์เพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ และรับข้อมูลการกระจายแรง เพื่อให้ได้ข้อมูลโครงสร้างภูมิประเทศของพื้นผิวและข้อมูลความหยาบของพื้นผิวที่มีความละเอียดระดับนาโนเมตร
กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอมมีข้อดีกว่ากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดหลายประการ ซึ่งแตกต่างจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนซึ่งให้ภาพสองมิติเท่านั้น AFM ให้แผนที่พื้นผิวสามมิติที่แท้จริง ในขณะเดียวกัน AFM ก็ไม่ต้องการการดูแลตัวอย่างเป็นพิเศษ เช่น การชุบทองแดงหรือการชุบคาร์บอน ซึ่งอาจทำให้ตัวอย่างเสียหายอย่างถาวร ประการที่สาม กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนจำเป็นต้องทำงานภายใต้สภาวะสุญญากาศสูง ในขณะที่กล้องจุลทรรศน์แรงปรมาณูสามารถทำงานได้ดีภายใต้ความดันปกติและแม้แต่ในสภาพแวดล้อมที่เป็นของเหลว สามารถใช้ในการศึกษาโมเลกุลขนาดใหญ่ทางชีวภาพและแม้แต่เนื้อเยื่อชีวภาพที่มีชีวิต เมื่อเปรียบเทียบกับกล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราดในอุโมงค์ (Scanning Tunneling Microscope) กล้องจุลทรรศน์แบบอะตอมมิกบังคับมีการใช้งานที่กว้างกว่าเนื่องจากสามารถสังเกตตัวอย่างที่ไม่นำไฟฟ้าได้ กล้องจุลทรรศน์แรงแบบส่องกราดซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรม มีพื้นฐานมาจากกล้องจุลทรรศน์แรงระดับปรมาณู
3. การสแกนด้วยกล้องจุลทรรศน์อุโมงค์
① กล้องจุลทรรศน์แบบอุโมงค์สแกนความละเอียดสูงมีความละเอียดเชิงพื้นที่ระดับอะตอม ความละเอียดเชิงพื้นที่ด้านข้างเท่ากับ 1 และความละเอียดตามยาวคือ 01
② กล้องจุลทรรศน์อุโมงค์สแกนสามารถตรวจจับโครงสร้างพื้นผิวของตัวอย่างได้โดยตรง และสามารถวาดภาพโครงสร้างสามมิติได้
③ กล้องจุลทรรศน์แบบอุโมงค์สแกนสามารถตรวจจับโครงสร้างของสสารในสุญญากาศ ความดันบรรยากาศ อากาศ และแม้แต่สารละลาย เนื่องจากไม่มีลำแสงอิเล็กตรอนพลังงานสูง จึงไม่มีผลทำลายพื้นผิว (เช่น การแผ่รังสี ความเสียหายจากความร้อน ฯลฯ) จึงสามารถศึกษาโครงสร้างของโมเลกุลขนาดใหญ่ทางชีวภาพและพื้นผิวเยื่อหุ้มเซลล์ของสิ่งมีชีวิตภายใต้สภาวะทางสรีรวิทยา และ ตัวอย่างจะไม่เสียหายและคงสภาพเดิม
④ ความเร็วในการสแกนของกล้องจุลทรรศน์อุโมงค์สแกนนั้นรวดเร็ว เวลาในการรับข้อมูลสั้น และการถ่ายภาพก็เร็วเช่นกัน ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะทำการวิจัยแบบไดนามิกเกี่ยวกับกระบวนการชีวิต
⑤ ไม่ต้องใช้เลนส์ใดๆ และมีขนาดเล็ก บางคนเรียกว่า "กล้องจุลทรรศน์พกพา"
