AFM срещу SEM
Нуждата 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 предоставя увеличени изображения на по-малки обекти, се правят много изследвания за разработване на различни техники на микроскопия за увеличаване на разделителната способност. Въпреки че първият микроскоп е оптично решение, при което са използвани лещи за увеличаване на изображенията, сегашните микроскопи с висока разделителна способност следват различни подходи. Сканиращият електронен микроскоп (SEM) и атомно-силовият микроскоп (AFM) се основават на два такива различни подхода.
Атомно-силов микроскоп (АСМ)
AFM използва върха за сканиране на повърхността на пробата и върхът се движи нагоре и надолу в зависимост от естеството на повърхността. Тази концепция е подобна на начина, по който сляп човек разбира повърхност, като прокарва пръсти по цялата повърхност. AFM технологията е въведена от Герд Биниг и Кристоф Гербер през 1986 г. и е налична 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 АСМ имат нанометрова разделителна способност. Използват се различни видове методи за измерване на преместването на конзолата. Най-разпространеният метод е използването на лазерен лъч, който се отразява върху конзолата, така че отклонението на отразения лъч може да се използва като мярка за позицията на конзолата.
Тъй като AFM използва метода за усещане на повърхността с помощта на механична сонда, той е в състояние да произведе 3D изображение на пробата чрез сондиране на всички повърхности. Той също така позволява на потребителите да манипулират атомите или молекулите върху повърхността на пробата с помощта на върха.
Сканиращ електронен микроскоп (SEM)
SEM използва електронен лъч вместо светлина за изображения. Той има голяма дълбочина на полето, което позволява на потребителите да наблюдават по-подробно изображение на повърхността на пробата. AFM също има по-голям контрол върху степента на увеличение, тъй като се използва електромагнитна система.
В SEM лъчът от електрони се произвежда с помощта на електронен пистолет и преминава през вертикален път по протежение на микроскопа, който е поставен във вакуум. Електрически и магнитни полета с лещи фокусират електронния лъч към образеца. След като електронният лъч попадне върху повърхността на пробата, се излъчват електрони и рентгенови лъчи. Тези емисии се откриват и анализират, за да се постави изображението на материала 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, трябва да се следват специални процедури при подготовката на пробата.
SEM има много дълга история от първото си наблюдение, извършено от Макс Нол през 1935 г. Първият комерсиален SEM е достъпен през 1965 г.
Разлика между AFM и SEM
1. SEM използва електронен лъч за изображения, където AFM използва метода на усещане на повърхността чрез механично сондиране.
2. AFM може да предостави триизмерна информация за повърхността, въпреки че SEM дава само двуизмерно изображение.
3. Няма специално третиране на 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 повърхностна площ 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, който беше въведен през 1935 г., има много по-дълга история в сравнение с наскоро (през 1986 г.) въведен AFM.
