AFM срещу SEM
Необходимостта от изследване на по-малкия свят бързо нараства с неотдавнашното развитие на нови технологии като нанотехнологии, микробиология и електроника. Тъй като микроскопът е инструментът, който осигурява увеличените изображения на по-малките обекти, се правят много изследвания върху разработването на различни техники на микроскопия за увеличаване на разделителната способност. Въпреки че първият микроскоп е оптично решение, където лещите са били използвани за увеличаване на изображенията, настоящите микроскопи с висока разделителна способност следват различни подходи. Сканиращият електронен микроскоп (SEM) и атомно-силовият микроскоп (AFM) се основават на два от такива различни подходи.
Атомно-силов микроскоп (AFM)
AFM използва връх за сканиране на повърхността на пробата и върхът се изкачва нагоре и надолу в зависимост от естеството на повърхността. Тази концепция е подобна на начина, по който сляп човек разбира повърхността, като прокарва пръсти по цялата повърхност. AFM технологията е въведена от Герд Биниг и Кристоф Гербер през 1986 г. и се предлага в търговската мрежа от 1989 г.
Върхът е направен от материали като диамант, силиций и въглеродни нанотръби и е прикрепен към конзола. По-малък връх по-висока разделителна способност на изображението. Повечето от настоящите AFM имат нанометрова резолюция. За измерване на изместването на конзолата се използват различни видове методи. Най-често срещаният метод е използването на лазерен лъч, който отразява върху конзолата, така че отклонението на отразения лъч може да се използва като мярка за положението на конзолата.
Тъй като AFM използва метода за усещане на повърхността с помощта на механична сонда, той може да създаде 3D изображение на пробата чрез сондиране на всички повърхности. Той също така позволява на потребителите да манипулират атомите или молекулите на повърхността на пробата с помощта на върха.
Сканиращ електронен микроскоп (SEM)
SEM използва електронен лъч вместо светлина за изобразяване. Той има голяма дълбочина на полето, което позволява на потребителите да наблюдават по-подробно изображение на повърхността на пробата. AFM също така има по-голям контрол по отношение на увеличението, тъй като се използва електромагнитна система.
В SEM лъчът от електрони се произвежда с помощта на електронно оръдие и преминава през вертикален път по микроскопа, който се поставя във вакуум. Електрическите и магнитни полета с лещи фокусират електронния лъч към образеца. След като електронният лъч удари върху повърхността на пробата, се излъчват електрони и рентгенови лъчи. Тези емисии се откриват и анализират, за да се постави материалното изображение на екрана. Разделителната способност на SEM е в нанометров мащаб и зависи от енергията на лъча.
Тъй като SEM работи във вакуум и също така използва електрони в процеса на изобразяване, при подготовката на пробата трябва да се следват специални процедури.
SEM има много дълга история от първото си наблюдение, направено от Макс Нол през 1935 г. Първият търговски SEM е на разположение през 1965 г.
Разлика между AFM и SEM
1. SEM използва електронен лъч за изображения, където AFM използва метода за опипване на повърхността с помощта на механично сондиране.
2. AFM може да предостави триизмерна информация на повърхността, въпреки че SEM дава само двуизмерно изображение.
3. Няма специални обработки за пробата в AFM, за разлика от SEM, където трябва да се следват много предварителни обработки поради вакуумна среда и електронен лъч.
4. SEM може да анализира по-голяма повърхност в сравнение с AFM.
5. SEM може да извършва по-бързо сканиране от AFM.
6. Въпреки че SEM може да се използва само за изображения, AFM може да се използва за манипулиране на молекулите в допълнение към изображенията.
7. SEM, въведен през 1935 г., има много по-дълга история в сравнение с наскоро (през 1986 г.) въведен AFM.
