AFM vs SEM
Necesitatea 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 furnizează imagini mărite ale obiectelor mai mici, se fac multe cercetări privind dezvoltarea diferitelor tehnici de microscopie pentru a crește rezoluția. Deși primul microscop este o soluție optică în care lentilele au fost folosite pentru mărirea imaginilor, microscopii actuali de înaltă rezoluție urmează abordări diferite. Microscopul cu scanare electronică (SEM) și microscopul cu forță atomică (AFM) se bazează pe două dintre aceste abordări diferite.
Microscop de forță atomică (AFM)
AFM folosește un vârf pentru a scana suprafața eșantionului, iar vârful urcă și coboară în funcție de natura suprafeței. Acest concept este similar cu modul în care o persoană nevăzătoare înțelege o suprafață trecând 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 fabricat din materiale precum diamant, siliciu și nanotuburi de carbon și atașat la un consolă. Cu cât vârful este mai mic, rezoluția imaginii este mai mare. Majoritatea AFM-urilor prezente au o rezoluție nanometrică. Diferite tipuri de metode sunt utilizate pentru a măsura deplasarea în consolă. Cea mai obișnuită metodă este utilizarea unui fascicul laser care se reflectă pe consolă, astfel încât devierea fasciculului reflectat să poată fi utilizată ca măsură a poziției consolă.
Întrucât AFM folosește metoda de a simți suprafața utilizând o sondă mecanică, este capabilă să producă o imagine 3D a probei prin sondarea tuturor suprafețelor. De asemenea, permite utilizatorilor să manipuleze atomii sau moleculele de pe suprafața eșantionului folosind vârful.
Microscop electronic cu scanare (SEM)
SEM utilizează un fascicul de electroni în loc de lumină pentru imagistică. 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 al cantității de mărire, deoarece un sistem electromagnetic este utilizat.
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 eșantionului, electronii și razele X sunt emise. Aceste emisii sunt detectate și analizate pentru a afișa imaginea materialului pe ecran. Rezoluția SEM este în scară nanometrică și depinde de energia fasciculului.
Deoarece SEM funcționează în vid și folosește și electroni în procesul de imagistică, ar trebui urmate proceduri speciale în 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 imagistică în care AFM folosește metoda de a simți suprafața folosind sondare 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 comparativ cu AFM.
5. SEM poate efectua scanări mai rapide decât AFM.
6. Deși SEM poate fi utilizat numai pentru imagistică, AFM poate fi utilizat pentru a manipula moleculele pe lângă imagistică.
7. SEM care a fost introdus în 1935 are o istorie mult mai lungă comparativ cu recent (în 1986) introdus AFM.
