AFM vs SEM
Potreba objavovať menší svet, rýchlo rastie s nedávnym vývojom nových technológií, ako sú nanotechnológie, mikrobiológia a elektronika. Keďže mikroskop je nástroj, ktorý poskytuje zväčšené obrázky menších objektov, vykonáva sa veľa výskumov o vývoji rôznych techník mikroskopie na zvýšenie rozlíšenia. Hoci prvý mikroskop je optickým riešením, kde sa na zväčšenie obrázkov použili šošovky, súčasné mikroskopy s vysokým rozlíšením využívajú rôzne prístupy. Rastrovací elektrónový mikroskop (SEM) a mikroskop s atómovou silou (AFM) sú založené na dvoch takýchto odlišných prístupoch.
Atomic Force Microscope (AFM)
AFM používa hrot na skenovanie povrchu vzorky a hrot sa pohybuje hore a dole podľa povahy povrchu. Tento koncept je podobný spôsobu, akým nevidomá osoba chápe povrch tak, že prstami prechádza po celom povrchu. Technológiu AFM zaviedli Gerd Binnig a Christoph Gerber v roku 1986 a je komerčne dostupná od roku 1989.
Hrot je vyrobený z materiálov ako diamant, kremík a uhlíkové nanorúrky a je pripevnený ku konzole. Čím menší hrot, tým vyššie rozlíšenie zobrazenia. Väčšina súčasných AFM má rozlíšenie nanometrov. Na meranie posunu konzoly sa používajú rôzne typy metód. Najbežnejšou metódou je použitie laserového lúča, ktorý sa odráža na konzole, takže vychýlenie odrazeného lúča môže byť použité ako miera polohy konzoly.
Keďže AFM používa metódu snímania povrchu pomocou mechanickej sondy, je schopná vytvoriť 3D obraz vzorky sondovaním všetkých povrchov. Umožňuje tiež používateľom manipulovať s atómami alebo molekulami na povrchu vzorky pomocou hrotu.
Skenovací elektrónový mikroskop (SEM)
SEM používa na zobrazovanie elektrónový lúč namiesto svetla. Má veľkú hĺbku ostrosti, ktorá umožňuje užívateľom pozorovať detailnejší obraz povrchu vzorky. AFM má tiež väčšiu kontrolu nad množstvom zväčšenia, keďže sa používa elektromagnetický systém.
V SEM sa zväzok elektrónov vytvára pomocou elektrónovej pištole a prechádza vertikálnou dráhou pozdĺž mikroskopu, ktorý je umiestnený vo vákuu. Elektrické a magnetické polia so šošovkami sústreďujú elektrónový lúč na vzorku. Akonáhle elektrónový lúč dopadne na povrch vzorky, vyžarujú sa elektróny a röntgenové lúče. Tieto emisie sa detegujú a analyzujú, aby sa obraz materiálu dostal na obrazovku. Rozlíšenie SEM je v nanometrovej mierke a závisí od energie lúča.
Keďže SEM funguje vo vákuu a v procese zobrazovania používa aj elektróny, pri príprave vzorky by sa mali dodržiavať špeciálne postupy.
SEM má veľmi dlhú históriu od svojho prvého pozorovania, ktoré vykonal Max Knoll v roku 1935. Prvý komerčný SEM bol dostupný v roku 1965.
Rozdiel medzi AFM a SEM
1. SEM používa na zobrazovanie elektrónový lúč, kde AFM používa metódu snímania povrchu pomocou mechanického snímania.
2. AFM môže poskytnúť 3-rozmerné informácie o povrchu, hoci SEM poskytuje iba 2-rozmerný obraz.
3. Neexistuje žiadna špeciálna úprava vzorky v AFM na rozdiel od SEM, kde je potrebné vykonať mnoho predbežných úprav kvôli vákuovému prostrediu a elektrónovému lúču.
4. SEM dokáže analyzovať väčšiu plochu v porovnaní s AFM.
5. SEM dokáže skenovať rýchlejšie ako AFM.
6. Hoci SEM možno použiť iba na zobrazovanie, AFM možno okrem zobrazovania použiť aj na manipuláciu s molekulami.
7. SEM, ktorý bol predstavený v roku 1935, má oveľa dlhšiu históriu v porovnaní s nedávno (v roku 1986) zavedeným AFM.
