AFM vs SEM
Need to explore the smaller world, har vokst raskt med den siste utviklingen av nye teknologier som nanoteknologi, mikrobiologi og elektronikk. Siden mikroskop er verktøyet som gir de forstørrede bildene av de mindre objektene, er det gjort mye forskning på å utvikle forskjellige teknikker for mikroskopi for å øke oppløsningen. Selv om det første mikroskopet er en optisk løsning der linser ble brukt til å forstørre bildene, følger dagens høyoppløselige mikroskoper forskjellige tilnærminger. Skanneelektronmikroskop (SEM) og Atomic Force Microscope (AFM) er basert på to av så forskjellige tilnærminger.
Atomic Force Microscope (AFM)
AFM bruker en spiss for å skanne overflaten av prøven og spissen går opp og ned i henhold til overflatens beskaffenhet. Dette konseptet ligner på måten en blind person forstår en overflate ved å kjøre fingrene over hele overflaten. AFM-teknologi ble introdusert av Gerd Binnig og Christoph Gerber i 1986, og den var kommersielt tilgjengelig siden 1989.
Spissen er laget av materialer som diamant, silisium og karbon nanorør og festet til en utkrager. Mindre tuppen høyere oppløsning av bildebehandlingen. De fleste av dagens AFM-er har en nanometeroppløsning. Ulike typer metoder brukes for å måle forskyvningen av utkragingen. Den vanligste metoden er å bruke en laserstråle som reflekterer på utkrager slik at avbøyning av den reflekterte strålen kan brukes som et mål på utkragingsposisjonen.
Siden AFM bruker metoden for å føle overflaten ved hjelp av mekanisk sonde, er den i stand til å produsere et 3D-bilde av prøven ved å sondere alle overflatene. Den gjør det også mulig for brukere å manipulere atomene eller molekylene på prøveoverflaten ved hjelp av spissen.
Scanning Electron Microscope (SEM)
SEM bruker en elektronstråle i stedet for lys for avbildning. Den har stor dybdeskarphet som gjør det mulig for brukere å observere et mer detaljert bilde av prøveoverflaten. AFM har også mer kontroll på forstørrelsesmengden ettersom et elektromagnetisk system er i bruk.
I SEM produseres elektronstrålen ved hjelp av en elektronkanon og den går gjennom en vertikal bane langs mikroskopet som er plassert i et vakuum. Elektriske og magnetiske felt med linser fokuserer elektronstrålen til prøven. Når elektronstrålen treffer prøveoverflaten, sendes det ut elektroner og røntgenstråler. Disse utslippene blir oppdaget og analysert for å sette materialbildet på skjermen. Oppløsningen til SEM er i nanometerskala, og den avhenger av stråleenergien.
Siden SEM opereres i et vakuum og også bruker elektroner i avbildningsprosessen, bør spesielle prosedyrer følges ved prøveforberedelse.
SEM har en veldig lang historie siden den første observasjonen gjort av Max Knoll i 1935. Første kommersielle SEM var tilgjengelig i 1965.
Forskjellen mellom AFM og SEM
1. SEM bruker en elektronstråle for avbildning der AFM bruker metoden for å føle overflaten ved hjelp av mekanisk sondering.
2. AFM kan gi 3-dimensjonal informasjon om overflaten, selv om SEM bare gir et 2-dimensjon alt bilde.
3. Det er ingen spesielle behandlinger for prøven i AFM i motsetning til i SEM hvor mange forbehandlinger som skal følges på grunn av vakuummiljø og elektronstråle.
4. SEM kan analysere et større overflateareal sammenlignet med AFM.
5. SEM kan utføre raskere skanning enn AFM.
6. Selv om SEM bare kan brukes til bildebehandling, kan AFM brukes til å manipulere molekylene i tillegg til bildebehandling.
7. SEM som ble introdusert i 1935 har en mye lengre historie sammenlignet med nylig (i 1986) introduserte AFM.
