AFM לעומת SEM
צריך לחקור את העולם הקטן יותר, גדל במהירות עם הפיתוח האחרון של טכנולוגיות חדשות כגון ננוטכנולוגיה, מיקרוביולוגיה ואלקטרוניקה. מכיוון שמיקרוסקופ הוא הכלי המספק את התמונות המוגדלות של העצמים הקטנים יותר, נעשה מחקר רב על פיתוח טכניקות שונות של מיקרוסקופיה כדי להגדיל את הרזולוציה. למרות שהמיקרוסקופ הראשון הוא פתרון אופטי שבו השתמשו בעדשות להגדלת התמונות, המיקרוסקופים הנוכחיים ברזולוציה גבוהה עוקבים אחר גישות שונות. מיקרוסקופ אלקטרוני סורק (SEM) ומיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) מבוססים על שתי גישות שונות כל כך.
Atomic Force Microscope (AFM)
AFM משתמש בקצה כדי לסרוק את פני הדגימה והקצה עולה ויורד בהתאם לאופי המשטח. מושג זה דומה לאופן שבו אדם עיוור מבין משטח על ידי העברת אצבעותיו על פני כל המשטח. טכנולוגיית AFM הוצגה על ידי Gerd Binnig וכריסטוף גרבר בשנת 1986 והיא הייתה זמינה מסחרית מאז 1989.
הקצה עשוי מחומרים כמו ננו-צינורות יהלום, סיליקון ופחמן ומחובר לשלוט. קטן יותר הקצה גבוה יותר הרזולוציה של ההדמיה. לרוב ה-AFMs הנוכחיים יש רזולוציה ננומטרית. סוגים שונים של שיטות משמשים למדידת תזוזה של שלוחה. השיטה הנפוצה ביותר היא שימוש בקרן לייזר המשתקפת על שלוחה כך שהסטה של הקרן המוחזרת יכולה לשמש כמדד למיקום שלוחה.
מכיוון ש-AFM משתמשת בשיטה של תחושת השטח באמצעות בדיקה מכנית, היא מסוגלת להפיק תמונה תלת-ממדית של הדגימה על ידי בדיקה של כל המשטחים. זה גם מאפשר למשתמשים לתפעל את האטומים או המולקולות על פני הדגימה באמצעות הקצה.
מיקרוסקופ אלקטרוני סריקה (SEM)
SEM משתמש בקרן אלקטרונים במקום אור לצורך הדמיה. יש לו עומק שדה גדול המאפשר למשתמשים לצפות בתמונה מפורטת יותר של משטח המדגם. ל-AFM יש גם שליטה רבה יותר בכמות ההגדלה מכיוון שמערכת אלקטרומגנטית נמצאת בשימוש.
ב-SEM, אלומת האלקטרונים מופקת באמצעות אקדח אלקטרונים והיא עוברת דרך אנכית לאורך המיקרוסקופ שמוקם בוואקום. שדות חשמליים ומגנטיים עם עדשות ממקדים את אלומת האלקטרונים לדגימה. ברגע שקרן האלקטרונים פוגעת במשטח המדגם, נפלטים אלקטרונים וקרני רנטגן. פליטות אלו מזוהות ומנתחות על מנת להעלות את תמונת החומר על המסך. הרזולוציה של SEM היא בקנה מידה ננומטר והיא תלויה באנרגיית האלומה.
מכיוון ש-SEM מופעל בוואקום ומשתמש גם באלקטרונים בתהליך ההדמיה, יש לבצע נהלים מיוחדים בהכנת הדגימה.
ל-SEM יש היסטוריה ארוכה מאוד מאז התצפית הראשונה שנעשתה על ידי מקס קנול ב-1935. SEM מסחרי ראשון היה זמין ב-1965.
הבדל בין AFM ל-SEM
1. SEM משתמש בקרן אלקטרונים להדמיה כאשר AFM משתמש בשיטה של מישוש פני השטח באמצעות חיטוט מכני.
2. AFM יכול לספק מידע תלת מימדי של פני השטח, אם כי SEM נותן רק תמונה דו מימדית.
3. אין טיפולים מיוחדים לדגימה ב-AFM שלא כמו ב-SEM שבו יש לבצע טיפולים מקדימים רבים עקב סביבת ואקום וקרן אלקטרונים.
4. SEM יכול לנתח שטח פנים גדול יותר בהשוואה ל-AFM.
5. SEM יכול לבצע סריקה מהירה יותר מאשר AFM.
6. למרות שניתן להשתמש ב-SEM רק להדמיה, ניתן להשתמש ב-AFM כדי לתפעל את המולקולות בנוסף להדמיה.
7. ל-SEM שהוצג ב-1935 יש היסטוריה ארוכה בהרבה בהשוואה ל-AFM שהוצג לאחרונה (בשנת 1986).
