Unterschied zwischen AFM und SEM
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AFM vs SEM
Die Notwendigkeit, die kleinere Welt zu erkunden, ist mit der jüngsten Entwicklung neuer Technologien wie Nanotechnologie, Mikrobiologie und Elektronik schnell gewachsen. Da das Mikroskop das Werkzeug ist, das die vergrößerten Bilder der kleineren Objekte liefert, wird intensiv an der Entwicklung verschiedener Mikroskopietechniken zur Erhöhung der Auflösung geforscht. Obwohl das erste Mikroskop eine optische Lösung ist, bei der Linsen verwendet wurden, um die Bilder zu vergrößern, verfolgen derzeitige hochauflösende Mikroskope unterschiedliche Ansätze. Rasterelektronenmikroskop (REM) und Atomic Force Microscope (AFM) basieren auf zwei unterschiedlichen Ansätzen.
Rasterkraftmikroskop (AFM)
Das AFM verwendet eine Spitze, um die Oberfläche der Probe zu scannen, und die Spitze bewegt sich je nach Beschaffenheit der Oberfläche auf und ab. Dieses Konzept ähnelt der Art und Weise, wie ein Blinder eine Oberfläche versteht, indem er seine Finger über die gesamte Oberfläche zieht. Die AFM-Technologie wurde 1986 von Gerd Binnig und Christoph Gerber eingeführt und ist seit 1989 im Handel erhältlich.
Die Spitze besteht aus Materialien wie Diamant-, Silizium- und Kohlenstoff-Nanoröhren und ist an einem Cantilever befestigt. Je kleiner die Spitze, desto höher die Auflösung der Abbildung. Die meisten der heutigen AFMs haben eine Auflösung im Nanometerbereich. Zur Messung der Auslenkung des Cantilevers werden verschiedene Methoden verwendet. Die gebräuchlichste Methode ist die Verwendung eines Laserstrahls, der auf dem Cantilever reflektiert, so dass die Ablenkung des reflektierten Strahls als Maß für die Cantilever-Position verwendet werden kann.
Da das AFM die Methode des Erfassens der Oberfläche mit einer mechanischen Sonde verwendet, ist es in der Lage, ein 3D-Bild der Probe zu erzeugen, indem alle Oberflächen geprüft werden. Benutzer können damit auch die Atome oder Moleküle auf der Probenoberfläche mit der Spitze manipulieren.
Rasterelektronenmikroskop (REM)
SEM verwendet für die Abbildung einen Elektronenstrahl anstelle von Licht. Es hat eine große Schärfentiefe, so dass Benutzer ein detaillierteres Bild der Probenoberfläche betrachten können. Das AFM hat auch mehr Kontrolle über die Vergrößerung, da ein elektromagnetisches System verwendet wird.
Im SEM wird der Elektronenstrahl mit einer Elektronenkanone erzeugt und verläuft durch einen vertikalen Pfad entlang des Mikroskops, das im Vakuum angeordnet ist. Elektrische und magnetische Felder mit Linsen fokussieren den Elektronenstrahl auf die Probe. Sobald der Elektronenstrahl auf die Probenoberfläche trifft, werden Elektronen und Röntgenstrahlen emittiert. Diese Emissionen werden erfasst und analysiert, um das Materialbild auf dem Bildschirm anzuzeigen. Die Auflösung des SEM ist im Nanometerbereich und hängt von der Strahlenergie ab.
Da SEM im Vakuum betrieben wird und bei der Bildgebung auch Elektronen verwendet, sollten bei der Probenvorbereitung spezielle Verfahren befolgt werden.
SEM hat eine sehr lange Geschichte seit seiner ersten Beobachtung, die Max Knoll 1935 gemacht hatte. Das erste kommerzielle SEM war 1965 verfügbar.
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Unterschied zwischen AFM und SEM 1. SEM verwendet einen Elektronenstrahl für die Bildgebung, wobei AFM die Methode des Erfassens der Oberfläche mittels mechanischer Abtastung verwendet. 2. Das AFM kann dreidimensionale Informationen der Oberfläche liefern, obwohl SEM nur ein zweidimensionales Bild liefert. 3. Es gibt keine speziellen Behandlungen für die Probe in AFM, im Gegensatz zu SEM, bei denen aufgrund der Vakuumumgebung und des Elektronenstrahls viele Vorbehandlungen durchgeführt werden müssen. 4. SEM kann im Vergleich zu AFM eine größere Oberfläche analysieren. 5. SEM kann schneller scannen als AFM. 6. Obwohl SEM nur für die Bildgebung verwendet werden kann, können mit AFM die Moleküle zusätzlich zur Bildgebung manipuliert werden. 7. SEM, das 1935 eingeführt wurde, hat eine viel längere Geschichte im Vergleich zu der kürzlich (1986) eingeführten AFM.
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