AFM در مقابل SEM
نیاز به کاوش در جهان کوچکتر با توسعه اخیر فناوری های جدید مانند فناوری نانو، میکروبیولوژی و الکترونیک به سرعت در حال رشد است. از آنجایی که میکروسکوپ ابزاری است که تصاویر بزرگنمایی اجسام کوچکتر را ارائه می‌کند، تحقیقات زیادی در زمینه توسعه تکنیک‌های مختلف میکروسکوپ برای افزایش وضوح انجام می‌شود. اگرچه میکروسکوپ اول یک راه حل نوری است که در آن از لنزها برای بزرگنمایی تصاویر استفاده می شود، میکروسکوپ های فعلی با وضوح بالا از رویکردهای متفاوتی پیروی می کنند. میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) بر اساس دو مورد از چنین رویکردهای متفاوتی هستند.
میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)
AFM از یک نوک برای اسکن سطح نمونه استفاده می کند و نوک با توجه به ماهیت سطح بالا و پایین می شود. این مفهوم شبیه به روشی است که در آن یک فرد نابینا یک سطح را با حرکت انگشتان خود در سراسر سطح درک می کند. فناوری AFM توسط گرد بینینگ و کریستوف گربر در سال 1986 معرفی شد و از سال 1989 به صورت تجاری در دسترس بود.
نوک از موادی مانند الماس، سیلیکون و نانولوله های کربنی ساخته شده و به یک کنسول متصل است. نوک کوچکتر وضوح تصویر بالاتر است. اکثر AFM های فعلی دارای وضوح نانومتری هستند. انواع مختلفی از روش ها برای اندازه گیری تغییر مکان کنسول استفاده می شود. متداول ترین روش استفاده از پرتو لیزری است که بر روی کنسول منعکس می شود به طوری که می توان از انحراف پرتو بازتاب شده به عنوان معیاری برای موقعیت کنسول استفاده کرد.
از آنجایی که AFM از روش حس کردن سطح با استفاده از پروب مکانیکی استفاده می کند، می تواند با کاوش در تمام سطوح، تصویری سه بعدی از نمونه تولید کند. همچنین به کاربران امکان می‌دهد تا اتم‌ها یا مولکول‌های روی سطح نمونه را با استفاده از نوک دستکاری کنند.
میکروسکوپ الکترونی اسکن (SEM)
SEM از پرتو الکترونی به جای نور برای تصویربرداری استفاده می کند. این دارای عمق میدان زیادی است که کاربران را قادر می سازد تا تصویر دقیق تری از سطح نمونه را مشاهده کنند. AFM همچنین کنترل بیشتری در میزان بزرگنمایی دارد زیرا یک سیستم الکترومغناطیسی در حال استفاده است.
در SEM، پرتو الکترون ها با استفاده از تفنگ الکترونی تولید می شود و از یک مسیر عمودی در امتداد میکروسکوپ که در خلاء قرار می گیرد می گذرد. میدان های الکتریکی و مغناطیسی با عدسی ها پرتو الکترونی را به نمونه متمرکز می کنند. هنگامی که پرتو الکترونی به سطح نمونه برخورد می کند، الکترون ها و اشعه ایکس ساطع می شوند. این انتشارات به منظور قرار دادن تصویر مواد روی صفحه نمایش شناسایی و تجزیه و تحلیل می شوند. وضوح SEM در مقیاس نانومتری است و به انرژی پرتو بستگی دارد.
از آنجایی که SEM در خلاء کار می کند و همچنین از الکترون ها در فرآیند تصویربرداری استفاده می کند، باید رویه های خاصی را در آماده سازی نمونه دنبال کنید.
SEM تاریخچه بسیار طولانی از اولین مشاهده آن توسط مکس نول در سال 1935 دارد. اولین SEM تجاری در سال 1965 در دسترس بود.
تفاوت بین AFM و SEM
1. SEM از پرتو الکترونی برای تصویربرداری استفاده می کند که در آن AFM از روش احساس سطح با استفاده از کاوش مکانیکی استفاده می کند.
2. AFM می تواند اطلاعات 3 بعدی از سطح را ارائه دهد، اگرچه SEM فقط یک تصویر 2 بعدی می دهد.
3. هیچ درمان خاصی برای نمونه در AFM وجود ندارد بر خلاف SEM که بسیاری از پیش تیمارها به دلیل محیط خلاء و پرتو الکترونی باید دنبال شوند.
4. SEM می تواند سطح بزرگتری را در مقایسه با AFM تجزیه و تحلیل کند.
5. SEM می‌تواند اسکن سریع‌تری نسبت به AFM انجام دهد.
6. اگرچه SEM را می توان فقط برای تصویربرداری استفاده کرد، AFM می تواند علاوه بر تصویربرداری برای دستکاری مولکول ها نیز استفاده شود.
7. SEM که در سال 1935 معرفی شد در مقایسه با AFM که اخیراً (در سال 1986) معرفی شد، سابقه بسیار طولانی تری دارد.
