AFM vs SEM
Vajadus uurida väiksemat maailma, on uute tehnoloogiate, nagu nanotehnoloogia, mikrobioloogia ja elektroonika, hiljutise arengu tõttu kiiresti kasvanud. Kuna mikroskoop on tööriist, mis annab väiksemate objektide suurendatud pilte, tehakse palju uuringuid erinevate mikroskoopiatehnikate väljatöötamiseks, et suurendada eraldusvõimet. Kuigi esimene mikroskoop on optiline lahendus, kus piltide suurendamiseks kasutati läätsi, järgivad praegused kõrge eraldusvõimega mikroskoobid erinevaid lähenemisviise. Skaneeriv elektronmikroskoop (SEM) ja aatomijõumikroskoop (AFM) põhinevad kahel sellisel erineval lähenemisviisil.
Aatomijõudude mikroskoop (AFM)
AFM kasutab proovi pinna skaneerimiseks otsikut ja otsik liigub üles ja alla vastav alt pinna iseloomule. See kontseptsioon sarnaneb viisiga, kuidas pime inimene mõistab pinda sõrmedega üle kogu pinna. AFM-tehnoloogia tutvustasid Gerd Binnig ja Christoph Gerber 1986. aastal ning see oli kaubanduslikult saadaval alates 1989. aastast.
Ots on valmistatud sellistest materjalidest nagu teemant, räni ja süsiniknanotorud ning kinnitatud konsooli külge. Mida väiksem ots, seda suurem on pildi eraldusvõime. Enamikul praegustel AFM-idel on nanomeetri eraldusvõime. Konsooli nihke mõõtmiseks kasutatakse erinevat tüüpi meetodeid. Kõige tavalisem meetod on laserkiire kasutamine, mis peegeldub konsoolil, nii et peegeldunud kiire läbipainet saab kasutada konsooli asendi mõõtmiseks.
Kuna AFM kasutab pinna katsumise meetodit mehaanilise sondi abil, on see võimeline tootma proovist 3D-kujutist, uurides kõiki pindu. Samuti võimaldab see kasutajatel manipuleerida proovi pinnal olevaid aatomeid või molekule otsiku abil.
Skaneeriv elektronmikroskoop (SEM)
SEM kasutab pildistamiseks valguse asemel elektronkiirt. Sellel on suur teravussügavus, mis võimaldab kasutajatel vaadelda proovipinna üksikasjalikumat pilti. AFM-il on ka suurem kontroll suurenduse üle, kuna kasutusel on elektromagnetiline süsteem.
SEM-is toodetakse elektronkiirt elektronpüstoli abil ja see läbib vertikaalset rada mööda mikroskoopi, mis asetatakse vaakumisse. Läätsedega elektri- ja magnetväljad fokuseerivad elektronkiire proovile. Kui elektronkiir tabab proovi pinda, eralduvad elektronid ja röntgenikiirgus. Need emissioonid tuvastatakse ja analüüsitakse materjali kujutise kuvamiseks. SEM-i eraldusvõime on nanomeetri skaalas ja see sõltub kiire energiast.
Kuna SEM-i kasutatakse vaakumis ja see kasutab pildistamise protsessis ka elektrone, tuleks proovide ettevalmistamisel järgida eriprotseduure.
SEM-il on väga pikk ajalugu alates selle esimesest vaatlusest, mille tegi Max Knoll 1935. aastal. Esimene kommerts-SEM oli saadaval 1965. aastal.
Erinevus AFM-i ja SEM-i vahel
1. SEM kasutab pildistamiseks elektronkiirt, kusjuures AFM kasutab pinna tunnetamise meetodit, kasutades mehaanilist sondeerimist.
2. AFM võib anda pinna kohta kolmemõõtmelist teavet, kuigi SEM annab ainult kahemõõtmelise kujutise.
3. Erinev alt SEM-ist, kus vaakumkeskkonna ja elektronkiire tõttu tuleb järgida palju eeltöötlusi, ei ole AFM-is proovi jaoks spetsiaalset töötlemist.
4. SEM suudab analüüsida suuremat pindala võrreldes AFM-iga.
5. SEM suudab skannida kiiremini kui AFM.
6. Kuigi SEM-i saab kasutada ainult pildistamiseks, saab AFM-i kasutada lisaks pildistamisele ka molekulidega manipuleerimiseks.
7. 1935. aastal kasutusele võetud SEM-il on palju pikem ajalugu võrreldes hiljuti (1986. aastal) kasutusele võetud AFM-iga.
