Sự khác biệt giữa AFM và SEM

AFM vs SEM

Cần khám phá thế giới nhỏ hơn, đã phát triển nhanh chóng với sự phát triển gần đây của các công nghệ mới như công nghệ nano, vi sinh và điện tử. Vì kính hiển vi là công cụ cung cấp hình ảnh phóng to của các vật thể nhỏ hơn, rất nhiều nghiên cứu được thực hiện để phát triển các kỹ thuật kính hiển vi khác nhau để tăng độ phân giải. Mặc dù kính hiển vi đầu tiên là một giải pháp quang học trong đó các thấu kính được sử dụng để phóng to hình ảnh, các kính hiển vi có độ phân giải cao hiện nay tuân theo các phương pháp khác nhau. Kính hiển vi điện tử quét (SEM) và Kính hiển vi lực nguyên tử (AFM) dựa trên hai phương pháp khác nhau như vậy.

Kính hiển vi lực nguyên tử (AFM)

AFM sử dụng một đầu để quét bề mặt của mẫu và đầu đi lên xuống theo tính chất của bề mặt. Khái niệm này tương tự như cách mà một người mù hiểu được một bề mặt bằng cách chạy các ngón tay trên khắp bề mặt. Công nghệ AFM được giới thiệu bởi Gerd Binnig và Christoph Gerber vào năm 1986 và nó đã có sẵn trên thị trường từ năm 1989.

Đầu được làm bằng các vật liệu như ống nano kim cương, silicon và carbon và được gắn vào một hẫng. Đầu nhỏ hơn độ phân giải của hình ảnh càng cao. Hầu hết các AFM hiện tại có độ phân giải nanomet. Các loại phương pháp khác nhau được sử dụng để đo sự dịch chuyển của đúc hẫng. Phương pháp phổ biến nhất là sử dụng chùm tia laser phản xạ trên hẫng sao cho độ võng của tia phản xạ có thể được sử dụng như một thước đo của vị trí đúc hẫng.

Do AFM sử dụng phương pháp cảm nhận bề mặt bằng đầu dò cơ học, nên nó có khả năng tạo ra hình ảnh 3D của mẫu bằng cách thăm dò tất cả các bề mặt. Nó cũng cho phép người dùng thao tác các nguyên tử hoặc phân tử trên bề mặt mẫu bằng cách sử dụng mẹo.

Kính hiển vi điện tử quét (SEM)

SEM sử dụng chùm tia điện tử thay vì ánh sáng để chụp ảnh. Nó có độ sâu lớn trong trường cho phép người dùng quan sát hình ảnh chi tiết hơn của bề mặt mẫu. AFM cũng có quyền kiểm soát nhiều hơn về mức độ phóng đại khi sử dụng hệ thống điện từ.

Trong SEM, chùm electron được tạo ra bằng súng điện tử và nó đi qua một đường thẳng đứng dọc theo kính hiển vi được đặt trong chân không. Điện trường và từ trường với thấu kính hội tụ chùm tia điện tử vào mẫu vật. Khi tia điện tử chiếu vào bề mặt mẫu, các electron và tia X được phát ra. Những khí thải này được phát hiện và phân tích để đưa hình ảnh vật chất lên màn hình. Độ phân giải của SEM là ở quy mô nanomet và nó phụ thuộc vào năng lượng chùm tia.

Vì SEM được vận hành trong chân không và cũng sử dụng các electron trong quá trình tạo ảnh, nên cần tuân thủ các quy trình đặc biệt trong quá trình chuẩn bị mẫu.

SEM có một lịch sử rất dài kể từ lần quan sát đầu tiên được thực hiện bởi Max Knoll vào năm 1935. SEM thương mại đầu tiên có sẵn vào năm 1965.