Verschil tussen AFM en SEM

AFM vs SEM

Nodig om de kleinere wereld te verkennen is snel gegroeid met de recente ontwikkeling van nieuwe technologieën zoals nanotechnologie , microbiologie en elektronica. Aangezien microscoop het gereedschap is dat de vergrote beelden van de kleinere objecten verschaft, wordt veel onderzoek gedaan naar het ontwikkelen van verschillende microscopische technieken om de resolutie te verhogen. Hoewel de eerste microscoop een optische oplossing is waarbij lenzen gebruikt werden om de beelden te vergroten, volgen de huidige hoge resolutie microscopen verschillende benaderingen. Scanning Electron Microscope (SEM) en Atomic Force Microscope (AFM) zijn gebaseerd op twee van deze verschillende benaderingen.

Atomic Force Microscope (AFM)

AFM gebruikt een tip om het oppervlak van het monster te scannen en de tip gaat naar boven en naar beneden volgens de aard van het oppervlak. Dit concept is vergelijkbaar met de manier waarop een blinde persoon een oppervlak begrijpt door zijn vingers over het oppervlak te rennen. AFM-technologie werd in 1986 door Gerd Binnig en Christoph Gerber geïntroduceerd en was sinds 1989 commercieel verkrijgbaar.

De tip is gemaakt van materialen zoals diamant, silicium en carbon nanobuisjes en bevestigd aan een cantilever. Minder de tip hoger de resolutie van de beeldvorming. De meeste van de huidige AFM's hebben een nanometer resolutie. Verschillende soorten methoden worden gebruikt om de verplaatsing van de cantilever te meten. De meest voorkomende methode is het gebruik van een laserstraal die op cantilever weerspiegelt, zodat de afbuiging van de gereflecteerde balk kan worden gebruikt als maat voor de cantilever positie.

Aangezien AFM de methode gebruikt om het oppervlak te voelen met behulp van een mechanische sonde, kan het een 3D-afbeelding van het monster produceren door alle oppervlakken te onderzoeken. Het stelt gebruikers ook in staat om de atomen of moleculen op het monsteroppervlak te manipuleren met behulp van de tip.

Scanning Electron Microscope (SEM)

SEM gebruikt een elektronenbundel in plaats van licht voor beeldvorming. Het heeft een grote diepte in het veld waarmee gebruikers een gedetailleerdere afbeelding van het monsteroppervlak kunnen observeren. AFM heeft ook meer controle in de mate van vergroting als een elektromagnetisch systeem in gebruik is.

In SEM wordt de elektronenbalk geproduceerd met behulp van een elektronenpistool en het gaat door een verticale weg langs de microscoop die in een vacuüm wordt geplaatst. Elektrische en magnetische velden met lenzen richten de elektronenbundel op het exemplaar. Zodra de elektronenbundel op het monsteroppervlak slaat, worden elektronen en röntgenstralen uitgezonden. Deze emissies worden gedetecteerd en geanalyseerd om het materiële beeld op het scherm te zetten. Resolutie van SEM is in nanometer schaal en het hangt af van de straal energie.

Aangezien SEM in een vacuüm wordt gebruikt en ook elektronen gebruikt in het beeldvormingsproces, dienen speciale procedures in de monstervoorbereiding te worden gevolgd.

SEM heeft een zeer lange geschiedenis sinds zijn eerste observatie gedaan door Max Knoll in 1935. Eerste commerciële SEM was beschikbaar in 1965.

Verschil tussen AFM en SEM

1. SEM maakt gebruik van een elektronenbundel voor imaging waarbij AFM de methode gebruikt om het oppervlak te voelen met behulp van mechanische probing.

2. AFM kan 3-dimensionale informatie van het oppervlak bieden, hoewel SEM alleen een tweedimensionale afbeelding geeft.

3. Er zijn geen speciale behandelingen voor het monster in AFM in tegenstelling tot in SEM, waar veel voorbehandelingen gevolgd zijn door vacuümomgeving en elektronenbundel.

4. SEM kan een groter oppervlak analyseren in vergelijking met AFM.

5. SEM kan sneller scannen uitvoeren dan AFM.

6. Hoewel SEM alleen voor beeldvorming kan worden gebruikt, kan AFM worden gebruikt om de moleculen te manipuleren naast beeldvorming.

7. SEM, die in 1935 werd geïntroduceerd, heeft een veel langere geschiedenis vergeleken met onlangs (in 1986) de AFM geïntroduceerd.