AFM vs SEM
Potreba preskúmať menší svet rýchlo rastie s nedávnym vývojom nových technológií, ako sú nanotechnológie, mikrobiológia a elektronika. Pretože mikroskop je nástroj poskytujúci zväčšené obrazy menších objektov, veľa výskumov sa uskutočňuje na vývoji rôznych techník mikroskopie na zvýšenie rozlíšenia. Aj keď prvý mikroskop predstavuje optické riešenie, pri ktorom sa na zväčšenie obrazu používajú šošovky, súčasné mikroskopy s vysokým rozlíšením sledujú rôzne prístupy. Skenovací elektrónový mikroskop (SEM) a atómový silový mikroskop (AFM) sú založené na dvoch z týchto rôznych prístupov.
Mikroskop pre atómovú silu (AFM)
AFM používa hrot na skenovanie povrchu vzorky a hrot ide hore a dole podľa povahy povrchu. Tento koncept je podobný spôsobu, akým slepý človek chápe povrch tak, že prstami prechádza po celom povrchu. Technológiu AFM predstavili Gerd Binnig a Christoph Gerber v roku 1986 a komerčne dostupná bola od roku 1989.
Hrot je vyrobený z materiálov ako sú diamantové, kremíkové a uhlíkové nanorúrky a je pripevnený k konzole. Čím je hrot menší, tým vyššie je rozlíšenie obrazu. Väčšina súčasných AFM má rozlíšenie nanometrov. Na meranie posunu konzoly sa používajú rôzne typy metód. Najbežnejšou metódou je použitie laserového lúča, ktorý sa odráža na konzole, takže vychýlenie odrazeného lúča sa dá použiť ako miera polohy konzoly.
Pretože AFM používa metódu snímania povrchu pomocou mechanickej sondy, je schopná vytvoriť 3D obraz vzorky sondovaním všetkých povrchov. Používateľom tiež umožňuje pomocou špičky manipulovať s atómami alebo molekulami na povrchu vzorky.
Skenovací elektrónový mikroskop (SEM)
SEM používa na snímanie namiesto svetla elektrónový lúč. Má veľkú hĺbku ostrosti, čo umožňuje používateľom sledovať podrobnejší obraz povrchu vzorky. AFM má tiež väčšiu kontrolu nad mierou zväčšenia, keď sa používa elektromagnetický systém.
V SEM sa lúč elektrónov vyrába pomocou elektrónovej pištole a prechádza vertikálnou cestou pozdĺž mikroskopu, ktorý je umiestnený vo vákuu. Elektrické a magnetické polia so šošovkami zaostrujú elektrónový lúč na vzorku. Akonáhle elektrónový lúč dopadne na povrch vzorky, sú emitované elektróny a röntgenové lúče. Tieto emisie sa detegujú a analyzujú s cieľom umiestniť obraz materiálu na obrazovku. Rozlíšenie SEM je v nanometrovom meradle a závisí od energie lúča.
Pretože SEM je prevádzkovaný vo vákuu a pri zobrazovacom procese využíva aj elektróny, mali by sa pri príprave vzorky dodržiavať špeciálne postupy.
SEM má veľmi dlhú históriu od svojho prvého pozorovania uskutočneného Maxom Knoll v roku 1935. Prvý komerčný SEM bol k dispozícii v roku 1965.
Rozdiel medzi AFM a SEM
1. SEM používa na snímanie elektrónový lúč, kde AFM využíva metódu snímania povrchu pomocou mechanického snímania.
2. AFM môže poskytnúť trojrozmerné informácie o povrchu, aj keď SEM poskytuje iba dvojrozmerný obraz.
3. Na vzorke v AFM neexistuje žiadne špeciálne ošetrenie, na rozdiel od SEM, kde je potrebné dodržať veľa predbežných úprav z dôvodu vákuového prostredia a elektrónového lúča.
4. SEM môže analyzovať väčšiu povrchovú plochu v porovnaní s AFM.
5. SEM môže vykonávať rýchlejšie skenovanie ako AFM.
6. Aj keď sa SEM dá použiť iba na zobrazovanie, AFM sa dá okrem zobrazovania použiť aj na manipuláciu s molekulami.
7. SEM, ktorý bol zavedený v roku 1935, má oveľa dlhšiu históriu v porovnaní s nedávno (v roku 1986) zavedeným AFM.
