Erinevus AFM-i Ja SEM-i Vahel

2024 Autor: Mildred Bawerman | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 08:38

AFM vs SEM

Vajadus uurida väiksemat maailma on uute tehnoloogiate, nagu nanotehnoloogia, mikrobioloogia ja elektroonika, hiljutise väljaarendamisega kiiresti kasvanud. Kuna mikroskoop on tööriist, mis pakub väiksemate objektide suurendatud pilte, on eraldusvõime suurendamiseks palju uuritud mikroskoopia erinevate tehnikate väljatöötamist. Kuigi esimene mikroskoop on optiline lahendus, kus piltide suurendamiseks kasutati läätsesid, järgivad praegused kõrge eraldusvõimega mikroskoobid erinevaid lähenemisviise. Skaneeriv elektronmikroskoop (SEM) ja aatomjõu mikroskoop (AFM) põhinevad kahel sellisel erineval lähenemisel.

Aatomijõu mikroskoop (AFM)

AFM kasutab proovi pinna skannimiseks otsa ja ots läheb üles ja alla vastavalt pinna olemusele. See kontseptsioon sarnaneb viisiga, kuidas pime inimene mõistab pinda, juhtides sõrmi kogu pinnal. AFM-tehnoloogia võtsid kasutusele Gerd Binnig ja Christoph Gerber 1986. aastal ning see oli kaubanduslikult saadaval alates 1989. aastast.

Ots on valmistatud sellistest materjalidest nagu teemant, räni ja süsinik-nanotorud ning kinnitatud konsooli külge. Mida väiksem on ots, seda suurem on kujutise eraldusvõime. Enamikul praegustest AFM-idest on nanomeetri eraldusvõime. Konsooli nihke mõõtmiseks kasutatakse erinevat tüüpi meetodeid. Kõige tavalisem meetod on laserkiire kasutamine, mis peegeldub konsoolil, nii et peegeldunud kiirte läbipainde saab kasutada konsooli asukoha mõõtmiseks.

Kuna AFM kasutab pinna tunnetamise meetodit mehaanilise sondi abil, on see kõigi pindade sondeerimisega võimeline tootma proovist 3D-pildi. Samuti võimaldab see kasutajatel otsa abil proovide pinnal aatomeid või molekule manipuleerida.

Skaneeriv elektronmikroskoop (SEM)

SEM kasutab pildistamiseks valguse asemel elektronkiirt. Selle väljal on suur sügavus, mis võimaldab kasutajatel jälgida proovi pinna üksikasjalikumat pilti. AFM-il on ka suurem võimenduse kontroll, kuna elektromagnetiline süsteem on kasutusel.

SEM-is toodetakse elektronkiirt elektronpüstoli abil ja see läbib vaakumisse pandud mikroskoobi vertikaalse tee. Läätsedega elektrilised ja magnetväljad fokuseerivad elektronkiire proovile. Kui elektronkiir tabab proovi pinda, eralduvad elektronid ja röntgenikiired. Need heitkogused tuvastatakse ja analüüsitakse, et materjali pilt ekraanile panna. SEM-i eraldusvõime on nanomeetri skaalal ja see sõltub kiirte energiast.

Kuna SEM töötab vaakumis ja kasutab pildistamisel ka elektrone, tuleks proovi ettevalmistamisel järgida erimenetlusi.

SEM-il on alates esimesest vaatlusest, mille tegi Max Knoll 1935. aastal, väga pikk ajalugu. Esimene kaubanduslik SEM oli saadaval 1965. aastal.

Erinevus AFM-i ja SEM-i vahel

1. SEM kasutab pildistamiseks elektronkiirt, kus AFM kasutab pinna tunnetamise meetodit mehaanilise sondeerimise abil.

2. AFM suudab anda pinna kolmemõõtmelist teavet, kuigi SEM annab ainult kahemõõtmelise pildi.

3. AFM-is ei ole proovil eritöötlust, erinevalt SEM-ist, kus vaakumkeskkonna ja elektronkiire tõttu tuleb järgida paljusid eeltöötlusi.

4. SEM suudab analüüsida suuremat pinda 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 molekulide manipuleerimiseks.

7. 1935. aastal kasutusele võetud SEM-il on palju pikem ajalugu kui hiljuti (1986. aastal) kasutusele võetud AFM-il.