AFM prieš SEM
Neseniai vystantis naujoms technologijoms, tokioms kaip nanotechnologijos, mikrobiologija ir elektronika, sparčiai auga poreikis tyrinėti mažesnį pasaulį. Kadangi mikroskopas yra įrankis, suteikiantis padidintus mažesnių objektų vaizdus, atliekama daug tyrimų kuriant įvairius mikroskopijos metodus, siekiant padidinti skiriamąją gebą. Nors pirmasis mikroskopas yra optinis sprendimas, kuriame lęšiai buvo naudojami vaizdams padidinti, dabartiniai didelės raiškos mikroskopai taiko skirtingus metodus. Skenuojantis elektroninis mikroskopas (SEM) ir atominės jėgos mikroskopas (AFM) yra pagrįsti dviem tokiais skirtingais metodais.
Atominių jėgų mikroskopas (AFM)
AFM naudoja antgalį mėginio paviršiui nuskaityti, o antgalis juda aukštyn ir žemyn pagal paviršiaus pobūdį. Ši koncepcija yra panaši į būdą, kuriuo aklas žmogus supranta paviršių perbraukdamas pirštais per visą paviršių. AFM technologiją 1986 m. pristatė Gerdas Binnigas ir Christophas Gerberis, o ji buvo parduodama nuo 1989 m.
Antgalis pagamintas iš tokių medžiagų kaip deimantas, silicis ir anglies nanovamzdeliai, pritvirtintas prie konsolės. Kuo mažesnis galiukas, tuo didesnė vaizdo skiriamoji geba. Dauguma dabartinių AFM turi nanometrų skiriamąją gebą. Konsolės poslinkiui matuoti naudojami įvairūs metodai. Dažniausiai naudojamas lazerio spindulys, kuris atsispindi ant konsolės, kad atspindėto pluošto deformaciją būtų galima naudoti kaip konsolės padėties matą.
Kadangi AFM naudoja paviršiaus apčiuopimo metodą naudojant mechaninį zondą, jis gali sukurti 3D mėginio vaizdą zonduodamas visus paviršius. Be to, naudotojai gali manipuliuoti atomais arba molekulėmis mėginio paviršiuje naudojant antgalį.
Nuskaitomasis elektroninis mikroskopas (SEM)
SEM vaizduojimui naudoja elektronų pluoštą, o ne šviesą. Jis turi didelį lauko gylį, todėl naudotojai gali stebėti išsamesnį mėginio paviršiaus vaizdą. AFM taip pat gali geriau valdyti padidinimo kiekį, nes naudojama elektromagnetinė sistema.
SEM elektronų pluoštas sukuriamas naudojant elektronų pistoletą ir eina vertikaliu keliu palei mikroskopą, kuris patalpinamas į vakuumą. Elektriniai ir magnetiniai laukai su lęšiais nukreipia elektronų pluoštą į bandinį. Kai elektronų pluoštas atsitrenkia į mėginio paviršių, išspinduliuojami elektronai ir rentgeno spinduliai. Šios emisijos aptinkamos ir analizuojamos, kad medžiagos vaizdas būtų rodomas ekrane. SEM skiriamoji geba yra nanometrų skalėje ir priklauso nuo pluošto energijos.
Kadangi SEM veikia vakuume, o vaizdavimo procese taip pat naudojami elektronai, ruošiant mėginį reikia laikytis specialių procedūrų.
PVR turi labai ilgą istoriją nuo pirmojo Maxo Knollo atlikto stebėjimo 1935 m. Pirmoji komercinė SEM buvo prieinama 1965 m.
Skirtumas tarp AFM ir SEM
1. SEM vaizdavimui naudoja elektronų pluoštą, o AFM naudoja paviršiaus apčiuopimo metodą naudojant mechaninį zondavimą.
2. AFM gali pateikti 3 dimensijos informaciją apie paviršių, nors SEM pateikia tik dvimatį vaizdą.
3. AFM nėra specialaus mėginio apdorojimo, kitaip nei SEM, kur reikia atlikti daug išankstinių apdorojimų dėl vakuuminės aplinkos ir elektronų pluošto.
4. SEM gali analizuoti didesnį paviršiaus plotą, palyginti su AFM.
5. SEM gali atlikti greitesnį nuskaitymą nei AFM.
6. Nors SEM galima naudoti tik vaizdavimui, AFM gali būti naudojamas ne tik vaizdavimui, bet ir molekulėms manipuliuoti.
7. SEM, kuri buvo pristatyta 1935 m., turi daug ilgesnę istoriją, palyginti su neseniai (1986 m.) pristatytu AFM.
