AFM против SEM
Потребность исследовать меньший мир быстро растет с недавним развитием новых технологий, таких как нанотехнологии, микробиология и электроника. Поскольку микроскоп является инструментом, который обеспечивает увеличенные изображения более мелких объектов, проводится много исследований по разработке различных методов микроскопии для увеличения разрешения. Хотя первый микроскоп представлял собой оптическое решение, в котором для увеличения изображений использовались линзы, современные микроскопы с высоким разрешением используют другие подходы. Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) и атомно-силовой микроскоп (АСМ) основаны на двух таких разных подходах.
Атомно-силовой микроскоп (АСМ)
AFM использует наконечник для сканирования поверхности образца, и наконечник перемещается вверх и вниз в зависимости от характера поверхности. Эта концепция похожа на то, как слепой человек понимает поверхность, проводя пальцами по всей поверхности. Технология АСМ была представлена Гердом Биннигом и Кристофом Гербером в 1986 году, а коммерчески доступна с 1989 года.
Наконечник изготовлен из таких материалов, как алмаз, кремний и углеродные нанотрубки, и прикреплен к консоли. Чем меньше наконечник, тем выше разрешение изображения. Большинство современных АСМ имеют нанометровое разрешение. Для измерения смещения кантилевера используются различные типы методов. Наиболее распространенным методом является использование лазерного луча, который отражается от кантилевера, так что отклонение отраженного луча можно использовать в качестве меры положения кантилевера.
Поскольку АСМ использует метод ощупывания поверхности с помощью механического зонда, он способен создавать трехмерное изображение образца путем зондирования всех поверхностей. Это также позволяет пользователям манипулировать атомами или молекулами на поверхности образца с помощью наконечника.
Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ)
СЭМ использует для визуализации электронный луч вместо света. Он имеет большую глубину резкости, что позволяет пользователям наблюдать более детальное изображение поверхности образца. АСМ также лучше контролирует степень увеличения, так как используется электромагнитная система.
В РЭМ пучок электронов создается с помощью электронной пушки и проходит вертикальный путь вдоль микроскопа, помещенного в вакуум. Электрические и магнитные поля с линзами фокусируют электронный пучок на образец. Как только электронный луч попадает на поверхность образца, испускаются электроны и рентгеновские лучи. Эти выбросы обнаруживаются и анализируются, чтобы вывести изображение материала на экран. Разрешение РЭМ находится в нанометровом масштабе и зависит от энергии луча.
Поскольку СЭМ работает в вакууме, а также использует электроны в процессе визуализации, при подготовке образцов необходимо соблюдать специальные процедуры.
СЭМ имеет очень долгую историю с момента первого наблюдения Макса Кнолла в 1935 году. Первый коммерческий СЭМ был доступен в 1965 году.
Разница между АСМ и РЭМ
1. SEM использует электронный луч для визуализации, тогда как AFM использует метод ощущения поверхности с помощью механического зондирования.
2. АСМ может предоставить трехмерную информацию о поверхности, тогда как СЭМ дает только двухмерное изображение.
3. В АСМ нет специальной обработки образца, в отличие от СЭМ, где необходимо следовать многим предварительным обработкам из-за вакуумной среды и электронного луча.
4. СЭМ может анализировать большую площадь поверхности по сравнению с АСМ.
5. СЭМ может выполнять более быстрое сканирование, чем АСМ.
6. Хотя СЭМ можно использовать только для визуализации, АСМ можно использовать для манипулирования молекулами в дополнение к визуализации.
7. SEM, который был представлен в 1935 году, имеет гораздо более длинную историю по сравнению с недавно (в 1986 году) представленным AFM..
