AFM vs SEM
Behov for å utforske den mindre verden, har vokst raskt med den nylige utviklingen av nye teknologier som nanoteknologi, mikrobiologi og elektronikk. Siden mikroskop er verktøyet som gir forstørrede bilder av de mindre objektene, forskes det mye 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 nåværende høyoppløselige mikroskop forskjellige tilnærminger. Scanning Electron Microscope (SEM) og Atomic Force Microscope (AFM) er basert på to av slike forskjellige tilnærminger.
Atomic Force Microscope (AFM)
AFM bruker et tips for å skanne overflaten av prøven, og spissen går opp og ned i henhold til overflatens natur. Dette konseptet ligner på måten en blind person forstår en overflate ved å kjøre fingrene over 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 utkraging. Mindre spissen høyere oppløsningen på bildebehandlingen. De fleste av dagens AFM-er har en nanometeroppløsning. Forskjellige typer metoder brukes til å måle forskyvningen av utkrageren. Den vanligste metoden er å bruke en laserstråle som reflekterer på utkraget slik at avbøyning av den reflekterte strålen kan brukes som et mål på utkrageposisjonen.
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 undersøke alle overflatene. Det gjør det også mulig for brukere å manipulere atomene eller molekylene på prøveoverflaten ved hjelp av spissen.
Skannelektronmikroskop (SEM)
SEM bruker en elektronstråle i stedet for lys for bildebehandling. Den har stor dybdeskarphet som gjør det mulig for brukere å observere et mer detaljert bilde av prøveoverflaten. AFM har også en mer kontroll i mengden forstørrelse ettersom et elektromagnetisk system er i bruk.
I SEM produseres elektronstrålen ved hjelp av en elektronpistol og den går gjennom en vertikal bane langs mikroskopet som plasseres i et vakuum. Elektriske og magnetiske felt med linser fokuserer elektronstrålen mot prøven. Når elektronstrålen treffer på prøveoverflaten, sendes elektroner og røntgenstråler ut. Disse utslippene blir oppdaget og analysert for å sette materialbildet på skjermen. Oppløsningen til SEM er i nanometerskala, og det avhenger av strålenergien.
Siden SEM drives i vakuum og også bruker elektroner i bildebehandlingen, bør spesielle prosedyrer følges i klargjøring av prøven.
SEM har en veldig lang historie siden den første observasjonen ble gjort av Max Knoll i 1935. Den 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 tredimensjonal informasjon om overflaten, selv om SEM bare gir et todimensjonalt 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 avbildning, kan AFM brukes til å manipulere molekylene i tillegg til avbildning.
7. SEM som ble introdusert i 1935 har en mye lengre historie sammenlignet med nylig (i 1986) introduserte AFM.
