AFM pret SEM
Nepieciešamība izpētīt mazāko pasauli strauji pieaug, nesen attīstoties jaunām tehnoloģijām, piemēram, nanotehnoloģijai, mikrobioloģijai un elektronikai. Tā kā mikroskops ir rīks, kas nodrošina palielinātu mazāku objektu attēlus, tiek veikts daudz pētījumu par dažādu mikroskopijas metožu izstrādi, lai palielinātu izšķirtspēju. Lai gan pirmais mikroskops ir optisks risinājums, kurā attēlu palielināšanai tika izmantotas lēcas, pašreizējie augstas izšķirtspējas mikroskopi izmanto dažādas pieejas. Skenējošā elektronu mikroskopa (SEM) un atomu spēka mikroskopa (AFM) pamatā ir divas šādas atšķirīgas pieejas.
Atomu spēka mikroskops (AFM)
AFM izmanto uzgali, lai skenētu parauga virsmu, un uzgalis iet uz augšu un uz leju atbilstoši virsmas raksturam. Šis jēdziens ir līdzīgs tam, kā neredzīgs cilvēks saprot virsmu, izlaižot pirkstus pa visu virsmu. Gerd Binnig un Christoph Gerber 1986. gadā ieviesa AFM tehnoloģiju, un tā bija komerciāli pieejama kopš 1989. gada.
Uzgalis ir izgatavots no tādiem materiāliem kā dimants, silīcijs un oglekļa nanocaurules un piestiprināts pie konsoles. Mazāks gals ir augstāka attēlveidošanas izšķirtspēja. Lielākajai daļai pašreizējo AFM ir nanometru izšķirtspēja. Konsoles pārvietojuma mērīšanai tiek izmantotas dažāda veida metodes. Visizplatītākā metode ir lāzera stara izmantošana, kas atstaro uz konsoles, lai atstarotā stara novirzi varētu izmantot kā konsoles stāvokļa mērījumu.
Tā kā AFM izmanto virsmas sajūtas metodi, izmantojot mehānisko zondi, tā spēj radīt parauga 3D attēlu, pārbaudot visas virsmas. Tas arī ļauj lietotājiem manipulēt ar atomiem vai molekulām uz parauga virsmas, izmantojot uzgali.
Skenējošais elektronu mikroskops (SEM)
SEM attēlveidošanai gaismas vietā izmanto elektronu staru. Tam ir liels lauka dziļums, kas lietotājiem ļauj novērot detalizētāku parauga virsmas attēlu. AFM ir arī lielāka kontrole attiecībā uz palielinājuma apjomu, jo tiek izmantota elektromagnētiskā sistēma.
SEM elektronu kūli ražo, izmantojot elektronu lielgabalu, un tas iet caur vertikālu ceļu pa mikroskopu, kas ievietots vakuumā. Elektriskie un magnētiskie lauki ar lēcām fokusē elektronu staru uz paraugu. Kad elektronu stars nokļūst uz parauga virsmas, tiek izstaroti elektroni un rentgena stari. Šīs emisijas tiek noteiktas un analizētas, lai materiāla attēlu ievietotu ekrānā. SEM izšķirtspēja ir nanometru skalā, un tā ir atkarīga no stara enerģijas.
Tā kā SEM darbojas vakuumā un attēlveidošanas procesā izmanto arī elektronus, parauga sagatavošanā jāievēro īpašas procedūras.
SEM ir ļoti ilga vēsture kopš Maksa Knola pirmā novērojuma 1935. gadā. Pirmais komerciālais SEM bija pieejams 1965. gadā.
Atšķirība starp AFM un SEM
1. SEM attēlveidošanai izmanto elektronu staru, kur AFM izmanto virsmas sajūtas metodi, izmantojot mehānisko zondēšanu.
2. AFM var nodrošināt virsmas trīsdimensiju informāciju, lai gan SEM dod tikai divdimensiju attēlu.
3. AFM nav īpašas apstrādes paraugam, atšķirībā no SEM, kur vakuuma vides un elektronu kūļa dēļ jāveic daudzas iepriekšējas apstrādes.
4. SEM var analizēt lielāku virsmas laukumu, salīdzinot ar AFM.
5. SEM var veikt ātrāku skenēšanu nekā AFM.
6. Kaut arī SEM var izmantot tikai attēlveidošanai, AFM var izmantot, lai manipulētu ar molekulām papildus attēlveidošanai.
7. SEM, kas tika ieviests 1935. gadā, vēsture ir daudz garāka, salīdzinot ar nesen (1986. gadā) ieviesto AFM.
