Differenza tra AFM e SEM

AFM vs SEM

La necessità di esplorare il mondo più piccolo è cresciuta rapidamente con il recente sviluppo di nuove tecnologie come la nanotecnologia, la microbiologia e l'elettronica. Poiché il microscopio è lo strumento che fornisce le immagini ingrandite degli oggetti più piccoli, viene eseguita una grande ricerca sullo sviluppo di diverse tecniche di microscopia per aumentare la risoluzione. Sebbene il primo microscopio sia una soluzione ottica in cui gli obiettivi sono stati utilizzati per ingrandire le immagini, i microscopi attuali ad alta risoluzione seguono approcci diversi. Scanning Electron Microscope (SEM) e Atomic Force Microscope (AFM) si basano su due di questi approcci diversi.

Microscopio a forza atomica (AFM)

AFM utilizza una punta per scansionare la superficie del campione e la punta va su e giù in base alla natura della superficie. Questo concetto è simile al modo in cui un non vedente capisce una superficie facendo scorrere le dita su tutta la superficie. La tecnologia AFM è stata introdotta da Gerd Binnig e Christoph Gerber nel 1986 ed era commercialmente disponibile dal 1989.

La punta è fatta di materiali come diamante, silicio e nanotubi di carbonio e attaccato a un cantilever. Più piccolo è il livello più alto della risoluzione dell'immagine. La maggior parte degli AFM attuali ha una risoluzione nanometrica. Diversi tipi di metodi sono utilizzati per misurare lo spostamento del cantilever. Il metodo più comune consiste nell'utilizzare un raggio laser che si riflette sul cantilever in modo che la deflessione del raggio riflesso possa essere utilizzata come misura della posizione a sbalzo.

Poiché AFM utilizza il metodo di sentire la superficie utilizzando la sonda meccanica, è in grado di produrre un'immagine 3D del campione sondando tutte le superfici. Permette inoltre agli utenti di manipolare gli atomi o le molecole sulla superficie del campione usando la punta.

Microscopio elettronico a scansione (SEM)

SEM utilizza un fascio di elettroni anziché la luce per l'imaging. Ha una grande profondità di campo che consente agli utenti di osservare un'immagine più dettagliata della superficie del campione. L'AFM ha anche un maggiore controllo sulla quantità di ingrandimento quando si utilizza un sistema elettromagnetico.

In SEM, il fascio di elettroni viene prodotto usando un cannone elettronico e passa attraverso un percorso verticale lungo il microscopio che viene posto nel vuoto. Campi elettrici e magnetici con lenti focalizzano il fascio di elettroni sul campione. Una volta che il raggio di elettroni colpisce la superficie del campione, vengono emessi elettroni e raggi X. Queste emissioni vengono rilevate e analizzate al fine di mettere l'immagine del materiale sullo schermo. La risoluzione di SEM è in scala nanometrica e dipende dall'energia del raggio.

Poiché il SEM viene utilizzato nel vuoto e utilizza anche elettroni nel processo di imaging, è necessario seguire procedure speciali nella preparazione del campione.

La SEM ha una storia molto lunga dalla sua prima osservazione fatta da Max Knoll nel 1935. Il primo SEM commerciale era disponibile nel 1965.