AFM proti SEM
Potreba po raziskovanju manjšega sveta hitro narašča z nedavnim razvojem novih tehnologij, kot so nanotehnologija, mikrobiologija in elektronika. Ker je mikroskop orodje, ki zagotavlja povečane slike manjših predmetov, se veliko raziskuje o razvoju različnih tehnik mikroskopije za povečanje ločljivosti. Čeprav je prvi mikroskop optična rešitev, kjer so leče uporabljali za povečavo slik, sedanji mikroskopi z visoko ločljivostjo sledijo različnim pristopom. Skenirni elektronski mikroskop (SEM) in mikroskop z atomsko silo (AFM) temeljita na dveh takšnih različnih pristopih.
Atomski mikroskop (AFM)
AFM s pomočjo konice skenira površino vzorca, konica pa gre gor in dol glede na naravo površine. Ta koncept je podoben načinu, kako slepa oseba razume površino tako, da s prsti teče po površini. AFM tehnologijo sta leta 1986 predstavila Gerd Binnig in Christoph Gerber, v prodaji pa je bila od leta 1989.
Konica je narejena iz materialov, kot so diamantne, silicijeve in ogljikove nanocevke in pritrjena na konzolno ploščo. Manjša je konica, višja je ločljivost slikanja. Večina sedanjih AFM ima nanometrsko ločljivost. Za merjenje premika konzol se uporabljajo različne vrste metod. Najpogostejša metoda je uporaba laserskega žarka, ki se odraža na konzoli, tako da se kot merilo položaja konzol lahko uporabi odklon odbitega žarka.
Ker AFM uporablja metodo zatiranja površine z mehansko sondo, lahko s sondiranjem vseh površin ustvari 3D sliko vzorca. Uporabnikom omogoča tudi manipulacijo z atomi ali molekulami na površini vzorca s konico.
Skenirni elektronski mikroskop (SEM)
SEM namesto svetlobe za slikanje uporablja elektronski žarek. Ima veliko globinsko globino, kar uporabnikom omogoča natančnejšo sliko površine vzorca. AFM ima tudi večji nadzor nad količino povečave, saj je v uporabi elektromagnetni sistem.
V SEM snop elektronov nastane z uporabo elektronske pištole in gre skozi navpično pot vzdolž mikroskopa, ki je postavljen v vakuum. Električna in magnetna polja z lečami usmerjajo elektronski žarek na vzorec. Ko elektronski žarek zadene na površino vzorca, se oddajajo elektroni in rentgenski žarki. Te emisije se zaznajo in analizirajo, da se materialna slika postavi na zaslon. Ločljivost SEM je v nanometrskem merilu in je odvisna od energije žarka.
Ker SEM deluje v vakuumu in v postopku slikanja uporablja tudi elektrone, je treba pri pripravi vzorca upoštevati posebne postopke.
SEM ima zelo dolgo zgodovino od prvega opazovanja, ki ga je leta 1935 opravil Max Knoll. Prvi komercialni SEM je bil na voljo leta 1965.
Razlika med AFM in SEM
1. SEM uporablja elektronski žarek za slikanje, kjer AFM uporablja metodo zatiranja površine z mehanskim sondiranjem.
2. AFM lahko zagotavlja tridimenzionalne informacije o površini, čeprav SEM daje le dvodimenzionalno sliko.
3. Za AFM ni posebnih obdelav vzorca, za razliko od SEM, kjer je treba izvesti številne predobdelave zaradi vakuumskega okolja in elektronskega žarka.
4. SEM lahko analizira večjo površino v primerjavi z AFM.
5. SEM lahko izvede hitrejše skeniranje kot AFM.
6. Čeprav se SEM lahko uporablja samo za slikanje, lahko AFM poleg slikanja manipuliramo z molekulami.
7. SEM, ki je bil uveden leta 1935, ima veliko daljšo zgodovino v primerjavi z nedavno (leta 1986) uvedbo AFM.
