AFM vs SEM
Potrzeba eksploracji mniejszego świata szybko rośnie wraz z rozwojem nowych technologii, takich jak nanotechnologia, mikrobiologia i elektronika. Ponieważ mikroskop jest narzędziem, które zapewnia powiększone obrazy mniejszych obiektów, prowadzi się wiele badań nad rozwojem różnych technik mikroskopii w celu zwiększenia rozdzielczości. Chociaż pierwszy mikroskop jest rozwiązaniem optycznym, w którym do powiększania obrazów zastosowano soczewki, obecne mikroskopy o wysokiej rozdzielczości stosują różne podejścia. Skaningowy mikroskop elektronowy (SEM) i mikroskop sił atomowych (AFM) opierają się na dwóch takich różnych podejściach.
Mikroskop sił atomowych (AFM)
AFM wykorzystuje końcówkę do skanowania powierzchni próbki, a końcówka porusza się w górę iw dół zgodnie z naturą powierzchni. Ta koncepcja jest podobna do sposobu, w jaki osoba niewidoma rozumie powierzchnię, przesuwając palcami po całej powierzchni. Technologia AFM została wprowadzona przez Gerda Binniga i Christopha Gerbera w 1986 roku i była dostępna na rynku od 1989 roku.
Końcówka jest wykonana z materiałów takich jak diament, silikon i nanorurki węglowe i jest przymocowana do wspornika. Mniejsza końcówka, wyższa rozdzielczość obrazu. Większość obecnych AFM ma rozdzielczość nanometrową. Do pomiaru przemieszczenia wspornika stosuje się różne rodzaje metod. Najbardziej powszechną metodą jest użycie wiązki laserowej, która odbija się od wspornika, dzięki czemu odchylenie odbitej wiązki może być użyte jako miara pozycji wspornika.
Ponieważ AFM wykorzystuje metodę wyczuwania powierzchni za pomocą sondy mechanicznej, jest w stanie wytworzyć trójwymiarowy obraz próbki poprzez sondowanie wszystkich powierzchni. Umożliwia również użytkownikom manipulowanie atomami lub cząsteczkami na powierzchni próbki za pomocą końcówki.
Skaningowy Mikroskop Elektronowy (SEM)
SEM wykorzystuje do obrazowania wiązkę elektronów zamiast światła. Ma dużą głębię ostrości, która umożliwia użytkownikom obserwację bardziej szczegółowego obrazu powierzchni próbki. AFM ma również większą kontrolę nad wielkością powiększenia, ponieważ używany jest system elektromagnetyczny.
W SEM wiązka elektronów jest wytwarzana za pomocą działa elektronowego i przechodzi przez pionową ścieżkę wzdłuż mikroskopu umieszczonego w próżni. Pola elektryczne i magnetyczne z soczewkami skupiają wiązkę elektronów na próbce. Gdy wiązka elektronów uderza w powierzchnię próbki, emitowane są elektrony i promieniowanie rentgenowskie. Emisje te są wykrywane i analizowane w celu wyświetlenia obrazu materiału na ekranie. Rozdzielczość SEM jest w skali nanometrowej i zależy od energii wiązki.
Ponieważ SEM działa w próżni, a także wykorzystuje elektrony w procesie obrazowania, podczas przygotowywania próbek należy przestrzegać specjalnych procedur.
SEM ma bardzo długą historię od pierwszej obserwacji dokonanej przez Maxa Knoll w 1935 roku. Pierwszy komercyjny SEM był dostępny w 1965 roku.
Różnica między AFM i SEM
1. SEM wykorzystuje wiązkę elektronów do obrazowania, gdzie AFM wykorzystuje metodę wyczuwania powierzchni za pomocą sondowania mechanicznego.
2. AFM może dostarczyć trójwymiarowych informacji o powierzchni, chociaż SEM daje tylko dwuwymiarowy obraz.
3. Nie ma specjalnego traktowania próbki w AFM, w przeciwieństwie do SEM, gdzie należy wykonać wiele obróbek wstępnych ze względu na środowisko próżniowe i wiązkę elektronów.
4. SEM może analizować większą powierzchnię w porównaniu z AFM.
5. SEM może wykonywać szybsze skanowanie niż AFM.
6. Chociaż SEM można stosować tylko do obrazowania, AFM można stosować nie tylko do obrazowania, ale także do manipulowania cząsteczkami.
7. SEM, który został wprowadzony w 1935 roku, ma znacznie dłuższą historię w porównaniu do niedawno (1986) wprowadzonego AFM.
