Różnica między AFM i SEM

AFM vs SEM

Potrzeba eksploracji mniejszego świata gwałtownie rośnie wraz z niedawnym rozwojem nowych technologii, takich jak nanotechnologia, mikrobiologia i elektronika. Ponieważ mikroskop jest narzędziem, które zapewnia powiększone obrazy mniejszych obiektów, przeprowadzono wiele badań nad opracowaniem różnych technik mikroskopowych 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) oparte są na dwóch takich różnych podejściach.

Mikroskop sił atomowych (AFM)

AFM używa końcówki do skanowania powierzchni próbki, a końcówka porusza się w górę iw dół zgodnie z charakterem 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, krzem i nanorurki węglowe i przymocowana do wspornika. Im mniejsza końcówka, tym wyższa rozdzielczość obrazowania. Większość obecnych AFM ma rozdzielczość nanometrów. Do pomiaru przesunięcia wspornika stosuje się różne rodzaje metod. Najczęstszą metodą jest użycie wiązki laserowej, która odbija się na wsporniku, dzięki czemu ugięcie odbijanej wiązki można wykorzystać jako miarę położenia wspornika.

Ponieważ AFM stosuje metodę wykrywania powierzchni za pomocą sondy mechanicznej, jest w stanie wygenerować obraz 3D próbki poprzez sondowanie wszystkich powierzchni. Umożliwia także 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 w polu, co pozwala użytkownikom obserwować bardziej szczegółowy obraz powierzchni próbki. AFM ma również większą kontrolę nad powiększeniem, 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 umieszczenia obrazu materiału na ekranie. Rozdzielczość SEM jest w skali nanometrycznej i zależy od energii wiązki.

Ponieważ SEM działa w próżni i wykorzystuje również elektrony w procesie obrazowania, należy przygotować specjalne procedury.

SEM ma bardzo długą historię od pierwszej obserwacji dokonanej przez Maxa Knolla w 1935 r. Pierwsza komercyjna SEM była dostępna w 1965 r..