Διαφορά μεταξύ AFM και SEM

AFM vs SEM

πρέπει να εξερευνήσετε το μικρότερο κόσμο, έχει ταχύτατα αναπτυσσόμενη με την πρόσφατη ανάπτυξη των νέων τεχνολογιών, όπως η νανοτεχνολογία, μικροβιολογίας και ηλεκτρονικών. Δεδομένου ότι το μικροσκόπιο είναι το εργαλείο που παρέχει τις μεγεθυμένες εικόνες των μικρότερων αντικειμένων, γίνεται πολλή έρευνα για την ανάπτυξη διαφορετικών τεχνικών μικροσκοπίας για την αύξηση της ανάλυσης. Αν και το πρώτο μικροσκόπιο είναι μια οπτική λύση όπου χρησιμοποιήθηκαν φακοί για την μεγέθυνση των εικόνων, τα τρέχοντα μικροσκόπια υψηλής ανάλυσης ακολουθούν διαφορετικές προσεγγίσεις. Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM) και το μικροσκόπιο ατομικής ενέργειας (AFM) βασίζονται σε δύο από αυτές τις διαφορετικές προσεγγίσεις.

Μικροσκόπιο Ατομικής Δύναμης (AFM)

Το AFM χρησιμοποιεί ένα άκρο για τη σάρωση της επιφάνειας του δείγματος και η άκρη ανεβαίνει προς τα πάνω ανάλογα με τη φύση της επιφάνειας. Αυτή η έννοια είναι παρόμοια με τον τρόπο με τον οποίο ο τυφλός κατανοεί μια επιφάνεια τρέχοντας τα δάχτυλά του σε όλη την επιφάνεια. Η τεχνολογία AFM εισήχθη από τους Gerd Binnig και Christoph Gerber το 1986 και ήταν εμπορικά διαθέσιμη από το 1989.

Η άκρη είναι κατασκευασμένη από υλικά όπως νανοσωλήνες διαμαντιού, πυριτίου και άνθρακα και είναι προσαρτημένη σε πρόβολο. Μικρότερη είναι η άκρη μεγαλύτερη της ανάλυσης της απεικόνισης. Τα περισσότερα από τα υπάρχοντα AFMs έχουν ανάλυση νανομέτρου. Διαφορετικοί τύποι μεθόδων χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της μετατόπισης του προβόλου. Η συνηθέστερη μέθοδος χρησιμοποιεί μια δέσμη λέιζερ η οποία αντανακλάται στην πρόσοψη έτσι ώστε η εκτροπή της ανακλώμενης δέσμης να μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μέτρο της θέσης του προβόλου.

Αφού η AFM χρησιμοποιεί τη μέθοδο της αίσθησης της επιφάνειας χρησιμοποιώντας μηχανικό καθετήρα, είναι σε θέση να παράγει μια τρισδιάστατη εικόνα του δείγματος ανιχνεύοντας όλες τις επιφάνειες. Επιτρέπει επίσης στους χρήστες να χειρίζονται τα άτομα ή τα μόρια στην επιφάνεια του δείγματος χρησιμοποιώντας την άκρη.

Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM)

Το SEM χρησιμοποιεί μια δέσμη ηλεκτρονίων αντί για φωτισμό για απεικόνιση. Έχει ένα μεγάλο βάθος στο πεδίο που επιτρέπει στους χρήστες να παρατηρούν μια πιο λεπτομερή εικόνα της επιφάνειας του δείγματος. Το AFM έχει επίσης μεγαλύτερο έλεγχο σε ποσότητα μεγέθυνσης καθώς χρησιμοποιείται ένα ηλεκτρομαγνητικό σύστημα.

Στο SEM, η δέσμη των ηλεκτρονίων παράγεται με τη χρήση ενός ηλεκτρονικού πυροβόλου όπλου και διέρχεται από μια κατακόρυφη διαδρομή κατά μήκος του μικροσκοπίου που τοποθετείται σε κενό. Τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία με φακούς εστιάζουν τη δέσμη ηλεκτρονίων στο δείγμα. Μόλις η δέσμη ηλεκτρονίων πλήξει στην επιφάνεια του δείγματος, εκπέμπονται ηλεκτρόνια και ακτίνες Χ. Αυτές οι εκπομπές ανιχνεύονται και αναλύονται προκειμένου να τεθεί η εικόνα του υλικού στην οθόνη. Η ανάλυση του SEM είναι σε νανομετρική κλίμακα και εξαρτάται από την ενέργεια δέσμης.

Δεδομένου ότι η SEM λειτουργεί σε κενό και επίσης χρησιμοποιεί ηλεκτρόνια στη διαδικασία απεικόνισης, πρέπει να ακολουθούνται ειδικές διαδικασίες κατά την προετοιμασία του δείγματος.

Η SEM έχει πολύ μακρύ ιστορικό από την πρώτη παρατήρηση που έκανε ο Max Knoll το 1935. Το πρώτο εμπορικό SEM ήταν διαθέσιμο το 1965.

Διαφορά μεταξύ AFM και SEM 1. Το SEM χρησιμοποιεί μια δέσμη ηλεκτρονίων για απεικόνιση όπου η AFM χρησιμοποιεί τη μέθοδο της αίσθησης της επιφάνειας χρησιμοποιώντας μηχανική ανίχνευση. 2. Το AFM μπορεί να παρέχει τρισδιάστατες πληροφορίες για την επιφάνεια, αν και η SEM δίνει μόνο μια 2-διαστάσεων εικόνα. 3. Δεν υπάρχουν ειδικές θεραπείες για το δείγμα σε AFM σε αντίθεση με το SEM όπου πολλές προ-επεξεργασίες που πρέπει να ακολουθούνται λόγω του περιβάλλοντος κενού και της δέσμης ηλεκτρονίων. 4. Το SEM μπορεί να αναλύσει μια μεγαλύτερη επιφάνεια σε σύγκριση με το AFM. 5. Το SEM μπορεί να εκτελέσει ταχύτερη σάρωση από το AFM. 6. Αν και το SEM μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για απεικόνιση, το AFM μπορεί να χρησιμοποιηθεί για χειρισμό των μορίων εκτός από την απεικόνιση. 7. Το SEM που εισήχθη το 1935 έχει πολύ μεγαλύτερη ιστορία σε σχέση με πρόσφατα (το 1986) που εισήγαγε το AFM.