AFM vs SEM
Nevoia de a explora lumea mai mică a crescut rapid odată cu dezvoltarea recentă a noilor tehnologii, cum ar fi nanotehnologia, microbiologia și electronica. Deoarece microscopul este instrumentul care oferă imaginile mărite ale obiectelor mai mici, se fac o mulțime de cercetări privind dezvoltarea diferitelor tehnici de microscopie pentru a crește rezoluția. Deși primul microscop este o soluție optică în care au fost folosite lentile pentru a mări imaginile, microscoapele actuale de în altă rezoluție urmează abordări diferite. Microscopul electronic cu scanare (SEM) și Microscopul cu forță atomică (AFM) se bazează pe două dintre abordările atât de diferite.
Microscop cu forță atomică (AFM)
AFM folosește un vârf pentru a scana suprafața probei, iar vârful merge în sus și în jos în funcție de natura suprafeței. Acest concept este similar cu modul în care o persoană nevăzătoare înțelege o suprafață trecându-și degetele pe toată suprafața. Tehnologia AFM a fost introdusă de Gerd Binnig și Christoph Gerber în 1986 și a fost disponibilă comercial din 1989.
Vârful este realizat din materiale precum diamant, siliciu și nanotuburi de carbon și atașat la un cantilever. Vârful mai mic este mai mare rezoluția imaginii. Majoritatea actualelor AFM au o rezoluție nanometrică. Sunt utilizate diferite tipuri de metode pentru a măsura deplasarea cantileverului. Cea mai obișnuită metodă este utilizarea unui fascicul laser care se reflectă pe consolă, astfel încât deviația fasciculului reflectat să poată fi utilizată ca măsură a poziției cantileverului.
Deoarece AFM folosește metoda de simțire a suprafeței folosind o sondă mecanică, este capabil să producă o imagine 3D a probei prin sondarea tuturor suprafețelor. De asemenea, permite utilizatorilor să manipuleze atomii sau moleculele de pe suprafața probei folosind vârful.
Microscop electronic cu scanare (SEM)
SEM folosește un fascicul de electroni în loc de lumină pentru imagini. Are o adâncime mare în câmp, care permite utilizatorilor să observe o imagine mai detaliată a suprafeței probei. AFM are, de asemenea, un control mai mare în ceea ce privește mărirea, deoarece este utilizat un sistem electromagnetic.
În SEM, fasciculul de electroni este produs folosind un pistol de electroni și trece printr-o cale verticală de-a lungul microscopului care este plasat în vid. Câmpurile electrice și magnetice cu lentile concentrează fasciculul de electroni către specimen. Odată ce fasciculul de electroni lovește suprafața probei, electroni și raze X sunt emise. Aceste emisii sunt detectate și analizate pentru a pune imaginea materialului pe ecran. Rezoluția SEM este la scară nanometrică și depinde de energia fasciculului.
Deoarece SEM funcționează în vid și folosește, de asemenea, electroni în procesul de imagistică, trebuie urmate proceduri speciale la pregătirea probei.
SEM are o istorie foarte lungă de la prima observație făcută de Max Knoll în 1935. Primul SEM comercial a fost disponibil în 1965.
Diferența dintre AFM și SEM
1. SEM folosește un fascicul de electroni pentru imagini, unde AFM utilizează metoda de a simți suprafața folosind sondarea mecanică.
2. AFM poate furniza informații tridimensionale ale suprafeței, deși SEM oferă doar o imagine bidimensională.
3. Nu există tratamente speciale pentru eșantion în AFM, spre deosebire de SEM, unde multe pre-tratamente trebuie urmate din cauza mediului de vid și a fasciculului de electroni.
4. SEM poate analiza o suprafață mai mare în comparație cu AFM.
5. SEM poate efectua o scanare mai rapidă decât AFM.
6. Deși SEM poate fi folosit numai pentru imagistică, AFM poate fi folosit pentru a manipula moleculele pe lângă imagistica.
7. SEM care a fost introdus în 1935 are o istorie mult mai lungă în comparație cu AFM introdus recent (în 1986).
