المطيافية المجهارية والتصوير المجهري Spectroscopy -microscopy and imaging 

تتطلب متابعة تصنيع واستخدام ومراقبة ومتابعة الدقائق النانوية والأدوات النانوية المختلفة استخدام تقنيات متطورة في مجال المجهارية microscopy والمطيافية spectroscopy والتصوير imaging وهذه تعتمد على تطوير مجاهر الكترونية فائقة الحساسة والتطوير وأجهزة تصوير متقدمة لغرض التحري عن ما يعرف بتقنية (التحري الحساس قرب السطح المنتخب) selected near surface sensitive investigation methods ومن هذه المجاهر وأجهزة المطيافية المتقدمة والمستخدمة في التقنيات النانوية :

1- المجهر الإلكتروني النافذ (Transmission Electron Microscopy (TEM 

2- المجهر الإلكتروني الماسح Scanning Electron Microscopy (ESM) الشكل (1) و الشكل (2)

3-  المجهر النفقي الماسح (Scanning Tunneling Microscopy (STM الشكل (3) (الشكل 4)

4-  مجهر القوة الذرية Atomic Force Microscopy (AFM) الشكل (5)

5-  المجهر الإلكتروني ذو الطاقة الواطئة ((LEEM Low Energy Electron Microscopy 

6- المجهر الإلكتروني لانبعاث الصورة Microscopy (PEEM) Photo Emission Electron

أجهزة المطياف

1- مطياف المثقاب الإلكتروني Auger Electron Spectroscopy (AES)

2-  المطياف فاقد الطاقة الإلكترونية ((EELS Electron Energy Loss Spectroscopy 

3-  المطياف الإلكتروني ذو الصورة المعكوسة (المقلوبة) Spectroscopy (IPES) Invers Photo Electron

4-  تحليل الطاقة المشتتة للأشعة السينية (EDX) Energy Dispersive x-ray analysis

5-  مطياف رذرفورد لاستطارة المؤخرة Spectroscopy (RBS) Ruther Ford -Back Scattering

6-  مطياف كتلة الأيون الثانوية ((SIMS Secondary Ion Mass Spectroscopy

7-  مطياف الصورة الإلكترونية لأشعة (Spectroscopy (XPS x X-Ray Photo Electronic 

8-  تقنية حيود الأشعة السينية X-Ray Diffraction Teq. (XRD) x-ray

9- تقنية تفلور الأشعة السينية المتطول للتركيب الدقيق(Absorption Fine Structure (EXAFs Extended X-Ray 

وعموماً يمكن تقسيم الأدوات والاجهزة الخاصة بالنانو الى :

1. أجهزة وأدوات تستخدم في الملاحظة والمراقبة observation مثل تقنيات .STM,SEM,SPM .

2. أجهزة وأدوات تستخدم في البناء  Construction و التخليق synthesis و تشمل التجميع الذاتي والتصوير المعدني E-beam Optical lithography و SPM lithography

شكل (1) :المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)

الصورة للوسط العليا : أجزاء المجهر الإلكتروني الماسح وآلية عمله

الصورة لليسار : منظومة المجهر الإلكتروني الماسح ومكوناتها

الصورة لليمين : يوضح صورة مكبرة باستخدام  (SEM)

شكل (2) :صورة بالمجهر الإلكتروني الماسح لمصفوفة ذات فراغات مسيطر عليها بحجم 1 الى 2 ما يكروميتر

شكل (3) : المجهر الإلكتروني النفقي الماسح (STM) ويستخدم لتطويع الذرات في المتابعة والكشف والملاحظة والمراقبة . يبين الشكل (A) آلية عمل المجهر (B) صورة حقيقة مأخوذة لمراحل مختلفة من بناء الدقائق النانوية (C) صور للأنابيب النانوية (D) يوضح التجميع الذاتي لجزيئات الدنا DNA الصورة المأخوذة لمجهر (STM)

الشكل (4) : يوضح تطويع الذرات Manpulaton of atom باستخدام المجهر الإلكتروني النفقي الماسح (STM) بواسطة العالمان Bining و Rohrer في عام 1981 والحاصلان على جائزة نوب

شكل (5): يبين مجهر القوة الذرية (A) لجزاء ومكونات مجهر (AFM) المكون من مصدر ليزري وصمام ضوئي ثنائي وحامل للقمة المدببة contilever وجهاز ماسح  (B) scanner حامل القمة المدببة التي تمسح العينة . (C) يوضح آلية عمل المجهر (D) صورة مأخوذة من المجهر AFM