AFM vs. SEM

Nevoia de a explora lumea mai mică, a crescut rapid odată cu dezvoltarea recentă a noilor tehnologii, cum ar fi nanotehnologia, microbiologia și electronica. Întrucât microscopul este instrumentul care oferă imaginile mărite ale obiectelor mai mici, se fac multe cercetări privind dezvoltarea diferitelor tehnici de microscopie pentru a crește rezoluția. Deși primul microscop este o soluție optică în care lentilele au fost folosite pentru a mări imaginile, microscopele actuale de înaltă rezoluție urmează abordări diferite. Microscopul cu electroni de scanare (SEM) și microscopul cu forțe atomice (AFM) se bazează pe două dintre aceste abordări diferite.

Microscop de forță atomică (AFM)

AFM folosește un vârf pentru a scana suprafața eșantionului și vârful urcă și coboară în funcție de natura suprafeței. Acest concept este similar cu modul în care o persoană orbă care înțelege o suprafață rulând degetele pe toată suprafața. Tehnologia AFM a fost introdusă de Gerd Binnig și Christoph Gerber în 1986 și a fost disponibilă comercial din 1989.

Vârful este confecționat din materiale precum diamant, silicon și nanotuburi de carbon și atașat la un cantil. Cu cât vârful este mai mic, cu atât este mai mare rezoluția imagistică. Majoritatea AFM-urilor prezente au rezoluție nanometru. Diferite tipuri de metode sunt utilizate pentru a măsura deplasarea cantilever. Cea mai obișnuită metodă este utilizarea unui fascicul laser care se reflectă pe ramburs, astfel încât defilarea fasciculului reflectat poate fi utilizată ca o măsură a poziției volant.

Deoarece AFM folosește metoda de simțire a suprafeței cu sonda mecanică, este capabilă să producă o imagine 3D a eșantionului prin sondarea tuturor suprafețelor. De asemenea, permite utilizatorilor să manipuleze atomii sau moleculele de pe suprafața eșantionului folosind vârful.

Microscop electronic cu scanare (SEM)

SEM utilizează un fascicul de electroni în loc de lumină pentru imagistică. Are o adâncime mare în câmp, care permite utilizatorilor să observe o imagine mai detaliată a suprafeței eșantionului. AFM are, de asemenea, un control mai mare al cantității de mărire, deoarece este utilizat un sistem electromagnetic.

În SEM, fasciculul de electroni este produs cu ajutorul unui pistol de electroni și trece printr-o cale verticală de-a lungul microscopului care este plasat în vid. Câmpurile electrice și magnetice cu lentile focalizează fasciculul de electroni pe eșantion. Odată ce fasciculul de electroni lovește pe suprafața probei, electroni și raze X sunt emise. Aceste emisii sunt detectate și analizate pentru a pune imaginea materialului pe ecran. Rezoluția SEM este în scară nanometrică și depinde de energia fasciculului.

Deoarece SEM este acționat în vid și, de asemenea, folosește electroni în procesul de imagistică, procedurile speciale trebuie să fie urmate în pregătirea eșantionului.

SEM are o istorie foarte lungă de la prima observație făcută de Max Knoll în 1935. Prima SEM comercială a fost disponibilă în 1965.