AFM vs SEM
Need to explore the smaller world, har været hastigt voksende med den seneste udvikling af nye teknologier såsom nanoteknologi, mikrobiologi og elektronik. Da mikroskop er værktøjet, der giver de forstørrede billeder af de mindre objekter, bliver der forsket meget i at udvikle forskellige mikroskopiteknikker for at øge opløsningen. Selvom det første mikroskop er en optisk løsning, hvor linser blev brugt til at forstørre billederne, følger nuværende højopløsningsmikroskoper forskellige tilgange. Scanning Electron Microscope (SEM) og Atomic Force Microscope (AFM) er baseret på to af så forskellige tilgange.
Atomic Force Microscope (AFM)
AFM bruger en spids til at scanne overfladen af prøven, og spidsen går op og ned i overensstemmelse med overfladens beskaffenhed. Dette koncept ligner den måde, hvorpå en blind person forstår en overflade ved at føre fingrene ud over hele overfladen. AFM-teknologi blev introduceret af Gerd Binnig og Christoph Gerber i 1986, og den har været kommercielt tilgængelig siden 1989.
Spidsen er lavet af materialer som diamant-, silicium- og kulstofnanorør og fastgjort til en udkrager. Mindre spidsen højere opløsning af billeddannelsen. De fleste af de nuværende AFM'er har en nanometeropløsning. Forskellige typer metoder bruges til at måle udkragningens forskydning. Den mest almindelige metode er at bruge en laserstråle, som reflekterer på cantilever, så afbøjning af den reflekterede stråle kan bruges som et mål for cantilever positionen.
Da AFM bruger metoden til at føle overfladen ved hjælp af mekanisk probe, er den i stand til at producere et 3D-billede af prøven ved at sondere alle overfladerne. Det gør det også muligt for brugere at manipulere atomerne eller molekylerne på prøveoverfladen ved hjælp af spidsen.
Scanning Electron Microscope (SEM)
SEM bruger en elektronstråle i stedet for lys til billeddannelse. Den har en stor dybde i felten, som gør det muligt for brugere at observere et mere detaljeret billede af prøveoverfladen. AFM har også en mere kontrol i mængden af forstørrelse, da et elektromagnetisk system er i brug.
I SEM produceres elektronstrålen ved hjælp af en elektronkanon, og den går gennem en lodret bane langs mikroskopet, som er placeret i et vakuum. Elektriske og magnetiske felter med linser fokuserer elektronstrålen til prøven. Når elektronstrålen rammer prøveoverfladen, udsendes elektroner og røntgenstråler. Disse emissioner detekteres og analyseres for at vise materialebilledet på skærmen. Opløsning af SEM er i nanometerskala, og den afhænger af stråleenergien.
Da SEM drives i et vakuum og også bruger elektroner i billeddannelsesprocessen, bør særlige procedurer følges ved prøveforberedelse.
SEM har en meget lang historie siden den første observation udført af Max Knoll i 1935. Den første kommercielle SEM var tilgængelig i 1965.
Forskel mellem AFM og SEM
1. SEM bruger en elektronstråle til billeddannelse, hvor AFM bruger metoden til at føle overfladen ved hjælp af mekanisk sondering.
2. AFM kan give 3-dimensionel information af overfladen, selvom SEM kun giver et 2-dimensionelt billede.
3. Der er ingen særlige behandlinger for prøven i AFM i modsætning til i SEM, hvor mange forbehandlinger skal følges på grund af vakuummiljø og elektronstråle.
4. SEM kan analysere et større overfladeareal sammenlignet med AFM.
5. SEM kan udføre hurtigere scanning end AFM.
6. Selvom SEM kun kan bruges til billeddannelse, kan AFM bruges til at manipulere molekylerne ud over billeddannelse.
7. SEM som blev introduceret i 1935 har en meget længere historie sammenlignet med nyligt (i 1986) introducerede AFM.
