AFM vs SEM
Potřeba prozkoumat menší svět rychle roste s nedávným rozvojem nových technologií, jako jsou nanotechnologie, mikrobiologie a elektronika. Vzhledem k tomu, že mikroskop je nástroj, který poskytuje zvětšené obrazy menších objektů, provádí se mnoho výzkumů na vývoji různých technik mikroskopie ke zvýšení rozlišení. Ačkoli první mikroskop je optickým řešením, kde byly ke zvětšení obrazu použity čočky, současné mikroskopy s vysokým rozlišením používají různé přístupy. Rastrovací elektronový mikroskop (SEM) a mikroskop s atomovou silou (AFM) jsou založeny na dvou takových odlišných přístupech.
Atomic Force Microscope (AFM)
AFM používá hrot ke skenování povrchu vzorku a hrot se pohybuje nahoru a dolů podle povahy povrchu. Tento koncept je podobný způsobu, jakým nevidomý člověk chápe povrch tím, že přejíždí prsty po celém povrchu. Technologie AFM byla představena Gerdem Binnigem a Christophem Gerberem v roce 1986 a komerčně dostupná od roku 1989.
Hrot je vyroben z materiálů jako diamant, křemík a uhlíkové nanotrubičky a je připevněn ke konzole. Čím menší hrot, tím vyšší rozlišení obrazu. Většina současných AFM má rozlišení nanometrů. K měření posunutí konzoly se používají různé typy metod. Nejběžnější metodou je použití laserového paprsku, který se odráží na konzole, takže odchylka odraženého paprsku může být použita jako míra pozice konzoly.
Protože AFM používá metodu snímání povrchu pomocí mechanické sondy, je schopen vytvořit 3D obraz vzorku sondováním všech povrchů. Umožňuje také uživatelům manipulovat s atomy nebo molekulami na povrchu vzorku pomocí hrotu.
Skenovací elektronový mikroskop (SEM)
SEM používá k zobrazování elektronový paprsek místo světla. Má velkou hloubku ostrosti, která umožňuje uživatelům pozorovat detailnější obraz povrchu vzorku. AFM má také větší kontrolu nad velikostí zvětšení, protože se používá elektromagnetický systém.
V SEM se paprsek elektronů vytváří pomocí elektronového děla a prochází svislou dráhou podél mikroskopu, který je umístěn ve vakuu. Elektrická a magnetická pole s čočkami zaostřují elektronový paprsek na vzorek. Jakmile elektronový paprsek dopadne na povrch vzorku, jsou emitovány elektrony a rentgenové záření. Tyto emise jsou detekovány a analyzovány, aby se obraz materiálu umístil na obrazovku. Rozlišení SEM je v měřítku nanometrů a závisí na energii paprsku.
Vzhledem k tomu, že SEM se provozuje ve vakuu a také používá elektrony v procesu zobrazování, měly by být při přípravě vzorku dodržovány speciální postupy.
SEM má velmi dlouhou historii od svého prvního pozorování, které provedl Max Knoll v roce 1935. První komerční SEM byl dostupný v roce 1965.
Rozdíl mezi AFM a SEM
1. SEM používá k zobrazování elektronový paprsek, kde AFM využívá metodu hmatání povrchu pomocí mechanického snímání.
2. AFM může poskytnout 3-rozměrné informace o povrchu, ačkoli SEM poskytuje pouze 2-rozměrný obraz.
3. Neexistuje žádná speciální úprava vzorku v AFM na rozdíl od SEM, kde je třeba následovat mnoho předúprav kvůli vakuovému prostředí a elektronovému paprsku.
4. SEM dokáže analyzovat větší plochu ve srovnání s AFM.
5. SEM může provádět rychlejší skenování než AFM.
6. Ačkoli SEM lze použít pouze pro zobrazování, AFM lze kromě zobrazování použít k manipulaci s molekulami.
7. SEM, který byl představen v roce 1935, má mnohem delší historii ve srovnání s nedávno (v roce 1986) zavedeným AFM.
