Разница между AFM и SEM

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 08:42

AFM против SEM

Потребность в изучении меньшего мира быстро растет с появлением в последнее время новых технологий, таких как нанотехнологии, микробиология и электроника. Поскольку микроскоп - это инструмент, который обеспечивает увеличенные изображения более мелких объектов, проводится множество исследований по разработке различных методов микроскопии для увеличения разрешения. Хотя первый микроскоп представляет собой оптическое решение, в котором для увеличения изображений использовались линзы, современные микроскопы с высоким разрешением используют другие подходы. Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) и атомно-силовой микроскоп (АСМ) основаны на двух таких разных подходах.

Атомно-силовой микроскоп (АСМ)

АСМ использует наконечник для сканирования поверхности образца, при этом наконечник поднимается и опускается в зависимости от характера поверхности. Эта концепция похожа на то, как слепой человек понимает поверхность, проводя пальцами по всей поверхности. Технология AFM была представлена Гердом Биннигом и Кристофом Гербером в 1986 году, и она была коммерчески доступна с 1989 года.

Наконечник изготовлен из таких материалов, как алмаз, кремний и углеродные нанотрубки, и прикреплен к кантилеверу. Чем меньше наконечник, тем выше разрешение изображения. Большинство современных АСМ имеют нанометровое разрешение. Для измерения смещения кантилевера используются разные типы методов. Наиболее распространенный метод заключается в использовании лазерного луча, который отражается от кантилевера, так что отклонение отраженного луча может использоваться в качестве меры положения кантилевера.

Поскольку AFM использует метод ощущения поверхности с помощью механического зонда, он способен создавать трехмерное изображение образца, зондируя все поверхности. Это также позволяет пользователям манипулировать атомами или молекулами на поверхности образца с помощью наконечника.

Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ)

SEM использует электронный луч вместо света для визуализации. Он имеет большую глубину резкости, что позволяет пользователям наблюдать более детальное изображение поверхности образца. АСМ также имеет больший контроль над величиной увеличения, поскольку используется электромагнитная система.

В SEM пучок электронов создается с помощью электронной пушки, и он проходит по вертикальной траектории вдоль микроскопа, помещенного в вакуум. Электрические и магнитные поля с линзами фокусируют электронный луч на образец. Как только электронный луч попадает на поверхность образца, излучаются электроны и рентгеновские лучи. Эти выбросы обнаруживаются и анализируются, чтобы вывести изображение материала на экран. Разрешение SEM находится в нанометровом масштабе и зависит от энергии луча.

Поскольку SEM работает в вакууме и также использует электроны в процессе визуализации, при подготовке образцов следует соблюдать особые процедуры.

SEM имеет очень долгую историю с момента его первого наблюдения, сделанного Максом Ноллом в 1935 году. Первый коммерческий SEM был доступен в 1965 году.

Разница между AFM и SEM

1. SEM использует электронный луч для получения изображений, а AFM использует метод ощущения поверхности с помощью механического зондирования.

2. АСМ может предоставить трехмерную информацию о поверхности, хотя СЭМ дает только двухмерное изображение.

3. В АСМ нет специальной обработки образца, в отличие от СЭМ, где необходимо выполнять множество предварительных обработок из-за вакуума и электронного луча.

4. SEM может анализировать большую площадь поверхности по сравнению с AFM.

5. СЭМ может выполнять сканирование быстрее, чем АСМ.

6. Хотя СЭМ можно использовать только для визуализации, АСМ можно использовать для манипулирования молекулами в дополнение к визуализации.

7. SEM, который был представлен в 1935 году, имеет гораздо более долгую историю по сравнению с недавно (в 1986 году) представленным AFM.