AFM vs SEM
Daha küçük dünyayı keşfetme ihtiyacı, nanoteknoloji, mikrobiyoloji ve elektronik gibi yeni teknolojilerin son zamanlarda gelişmesiyle hızla büyüyor. Mikroskop, daha küçük nesnelerin büyütülmüş görüntülerini sağlayan bir araç olduğundan, çözünürlüğü artırmak için farklı mikroskopi teknikleri geliştirmeye yönelik birçok araştırma yapılmaktadır. İlk mikroskop, görüntüleri büyütmek için lenslerin kullanıldığı optik bir çözüm olmasına rağmen, mevcut yüksek çözünürlüklü mikroskoplar farklı yaklaşımlar izlemektedir. Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM), bu tür farklı yaklaşımlardan ikisine dayanmaktadır.
Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM)
AFM, numunenin yüzeyini taramak için bir uç kullanır ve uç, yüzeyin doğasına göre yukarı ve aşağı hareket eder. Bu kavram, kör bir kişinin parmaklarını yüzeyin her yerinde gezdirerek bir yüzeyi anlama biçimine benzer. AFM teknolojisi 1986'da Gerd Binnig ve Christoph Gerber tarafından tanıtıldı ve 1989'dan beri ticari olarak mevcuttu.
Uç, elmas, silikon ve karbon nanotüpler gibi malzemelerden yapılmıştır ve bir konsola bağlanmıştır. Uç ne kadar küçükse, görüntünün çözünürlüğü de o kadar yüksek olur. Mevcut AFM'lerin çoğu nanometre çözünürlüğe sahiptir. Konsolun yer değiştirmesini ölçmek için farklı yöntemler kullanılır. En yaygın yöntem, konsol üzerine yansıyan bir lazer ışını kullanmaktır, böylece yansıyan ışının sapması, konsol konumunun bir ölçüsü olarak kullanılabilir.
AFM, mekanik prob kullanarak yüzeyi hissetme yöntemini kullandığından, tüm yüzeyleri problayarak numunenin 3 boyutlu görüntüsünü üretebilir. Ayrıca, kullanıcıların ucu kullanarak numune yüzeyindeki atomları veya molekülleri manipüle etmelerini sağlar.
Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM)
SEM, görüntüleme için ışık yerine bir elektron ışını kullanır. Kullanıcıların numune yüzeyinin daha ayrıntılı bir görüntüsünü gözlemlemelerini sağlayan geniş bir alan derinliğine sahiptir. AFM ayrıca bir elektromanyetik sistem kullanımda olduğu için büyütme miktarında daha fazla kontrole sahiptir.
SEM'de elektron demeti bir elektron tabancası kullanılarak üretilir ve vakuma yerleştirilmiş mikroskop boyunca dikey bir yoldan geçer. Lensli elektrik ve manyetik alanlar, elektron ışınını numuneye odaklar. Elektron ışını numune yüzeyine çarptığında elektronlar ve X-ışınları yayılır. Bu emisyonlar, malzeme görüntüsünü ekrana koymak için tespit edilir ve analiz edilir. SEM'in çözünürlüğü nanometre ölçeğindedir ve ışın enerjisine bağlıdır.
SEM vakumda çalıştırıldığı ve görüntüleme sürecinde elektronlar da kullandığı için numune hazırlamada özel prosedürler izlenmelidir.
SEM, 1935'te Max Knoll tarafından yapılan ilk gözleminden bu yana çok uzun bir geçmişe sahiptir. İlk ticari SEM, 1965'te mevcuttu.
AFM ve SEM arasındaki fark
1. SEM, görüntüleme için bir elektron ışını kullanır; burada AFM, mekanik problama kullanarak yüzeyi hissetme yöntemini kullanır.
2. AFM, yüzeyin 3 boyutlu bilgisini sağlayabilir, ancak SEM yalnızca 2 boyutlu bir görüntü verir.
3. Vakum ortamı ve elektron ışını nedeniyle birçok ön işlemin yapılması gereken SEM'den farklı olarak AFM'de numune için özel bir işlem yoktur.
4. SEM, AFM'ye kıyasla daha büyük bir yüzey alanını analiz edebilir.
5. SEM, AFM'den daha hızlı tarama yapabilir.
6. SEM yalnızca görüntüleme için kullanılabilse de, AFM görüntülemeye ek olarak molekülleri manipüle etmek için de kullanılabilir.
7. 1935'te tanıtılan SEM, yakın zamanda (1986'da) tanıtılan AFM'ye kıyasla çok daha uzun bir geçmişe sahiptir.
