AFM vs SEM
Behov for at udforske den mindre verden er vokset hurtigt med den nylige udvikling af nye teknologier som nanoteknologi, mikrobiologi og elektronik. Da mikroskop er det værktøj, der giver forstørrede billeder af de mindre objekter, forskes der meget i udvikling af forskellige teknikker til mikroskopi 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 sådanne forskellige tilgange.
Atomic Force Microscope (AFM)
AFM bruger et tip til at scanne overfladen af prøven, og spidsen går op og ned i henhold til overfladens natur. Dette koncept svarer til den måde, hvorpå en blind person forstår en overflade ved at køre fingrene over hele overfladen. AFM-teknologi blev introduceret af Gerd Binnig og Christoph Gerber i 1986, og den var kommercielt tilgængelig siden 1989.
Spidsen er lavet af materialer som diamant, silicium og carbon nanorør og fastgjort til en udligger. Mindre spids højere billedbehandlingens opløsning. De fleste af de nuværende AFM'er har en nanometeropløsning. Forskellige typer metoder bruges til at måle forskydningen af udkrageren. Den mest almindelige metode er at bruge en laserstråle, der reflekterer på cantilever, så afbøjning af den reflekterede stråle kan bruges som et mål for cantileverpositionen.
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 undersøge alle overfladerne. Det gør det også muligt for brugere at manipulere atomer eller molekyler på prøveoverfladen ved hjælp af spidsen.
Scanning elektronmikroskop (SEM)
SEM bruger en elektronstråle i stedet for lys til billeddannelse. Den har en stor dybdeskarphed, der gør det muligt for brugerne 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 elektronpistol, og den går gennem en lodret sti langs mikroskopet, som placeres i et vakuum. Elektriske og magnetiske felter med linser fokuserer elektronstrålen mod prøven. Når elektronstrålen rammer på prøveoverfladen, udsendes elektroner og røntgenstråler. Disse emissioner detekteres og analyseres for at bringe materialebilledet på skærmen. Opløsningen af SEM er i nanometerskala, og det afhænger af stråleenergien.
Da SEM drives i et vakuum og også bruger elektroner i billeddannelsesprocessen, bør specielle procedurer følges i prøveforberedelsen.
SEM har en meget lang historie siden sin 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 tredimensionel information om overfladen, selvom SEM kun giver et 2-dimensionelt billede.
3. Der er ingen specielle 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 AFM, der for nylig (i 1986) blev introduceret.
