Forskellen mellem AFM og SEM

AFM vs SEM

Behovet for at udforske den mindre verden har været hurtigt voksende med den nylige udvikling af nye teknologier såsom nanoteknologi, mikrobiologi og elektronik. Da mikroskop er det værktøj, der giver de forstørrede billeder af de mindre objekter, forskes der meget på at udvikle forskellige teknikker til mikroskopi for at øge opløsningen. Selvom det første mikroskop er en optisk løsning, hvor linser blev brugt til at forstørre billederne, følger nuværende mikroskop med høj opløsning forskellige måder. Scanning Elektronmikroskop (SEM) og Atomic Force Microscope (AFM) er baseret på to af sådanne forskellige tilgange.

Atomic Force Microscope (AFM)

AFM bruger en spids til at scanne overfladen af prøven, og spidsen går op og ned afhængigt af overfladenes art. Dette koncept ligner den måde, hvorpå en blind person forstår en overflade ved at køre fingrene over hele overfladen. AFM-teknologi blev introduceret af Gerd Binnig og Christoph Gerber i 1986, og den var kommercielt tilgængelig siden 1989.

Spidsen er lavet af materialer som diamant, silicium og carbon nanorør og fastgjort til en udkragning. Mindre spids højere billedopløsningen. De fleste af de nuværende AFM'er har en nanometeropløsning. Forskellige typer metoder anvendes til at måle forskydningen af cantilever. Den mest almindelige metode er at bruge en laserstråle, der reflekterer over udkragning, så at afbøjning af den reflekterede stråle kan bruges som et mål for udkragningspositionen.

Da AFM bruger metoden til at føle overfladen ved hjælp af mekanisk sonde, er den i stand til at fremstille et 3D-billede af prøven ved at sondere alle overfladerne. Det gør det også muligt for brugere at manipulere atomer eller molekyler på prøveoverfladen ved hjælp af spidsen.

Scanning af elektronmikroskop (SEM)

SEM bruger en elektronstråle i stedet for lys til billeddannelse. Det har en stor dybdeskarphed, som gør det muligt for brugerne at se et mere detaljeret billede af prøveoverfladen. AFM har også en mere kontrol med forstørrelsesmængden, da et elektromagnetisk system er i brug.

I SEM produceres elektronstrålen ved hjælp af en elektronpistol, og den går gennem en lodret bane langs mikroskopet, der er placeret i et vakuum. Elektriske og magnetiske felter med linser fokuserer elektronstrålen mod prøven. Når elektronstrålen rammer på prøveoverfladen, udsendes elektroner og røntgenstråler. Disse emissioner detekteres og analyseres for at placere materialebilledet på skærmen. Opløsning af SEM er i nanometer skala, og det afhænger af strålenergien.

Da SEM drives i et vakuum og også bruger elektroner i billedbehandlingsprocessen, skal der følges særlige procedurer i prøveforberedelse.

SEM har en meget lang historie siden sin første observation udført af Max Knoll i 1935. Den første kommercielle SEM var tilgængelig i 1965.

Forskel mellem AFM og SEM

1. SEM bruger en elektronstråle til billeddannelse, hvor AFM bruger metoden til at føle overfladen ved hjælp af mekanisk sondering.

2. AFM kan give 3-dimensionel information om overfladen, selvom SEM kun giver et 2-dimensionelt billede.

3. Der er ingen specielle behandlinger til prøven i AFM i modsætning til i SEM, hvor mange forbehandlinger, der skal følges på grund af vakuummiljø og elektronstråle.

4. SEM kan analysere et større overfladeareal sammenlignet med AFM.

5. SEM kan udføre hurtigere scanning end AFM.

6. Selvom SEM kun kan bruges til billeddannelse, kan AFM bruges til at manipulere molekylerne ud over billeddannelse.

7. SEM, der blev introduceret i 1935, har en meget længere historie sammenlignet med for nylig (i 1986) introducerede AFM.

Teknologi