AFM және SEM
Кіші әлемді зерттеу қажет, ол нанотехнология, микробиология және электроника сияқты жаңа технологиялардың соңғы дамуымен қарқынды дамып келеді. Микроскоп кішігірім нысандардың үлкейтілген кескіндерін қамтамасыз ететін құрал болғандықтан, ажыратымдылықты арттыру үшін микроскопияның әртүрлі әдістерін жасау бойынша көптеген зерттеулер жүргізіледі. Алғашқы микроскоп кескіндерді үлкейту үшін линзалар қолданылған оптикалық шешім болса да, қазіргі жоғары ажыратымдылықтағы микроскоптар әртүрлі тәсілдерді қолданады. Сканерлеуші электронды микроскоп (SEM) және атомдық күш микроскопы (AFM) осындай екі түрлі тәсілге негізделген.
Атомдық күш микроскопы (AFM)
AFM үлгінің бетін сканерлеу үшін ұшты пайдаланады және ұштық беттің сипатына сәйкес жоғары және төмен жүреді. Бұл концепция соқыр адамның саусақтарын бүкіл бетке жүгірту арқылы бетті түсіну тәсіліне ұқсас. AFM технологиясын 1986 жылы Герд Бинниг пен Кристоф Гербер енгізді және ол 1989 жылдан бері коммерциялық қолжетімді болды.
Ұшы алмаз, кремний және көміртекті нанотүтіктер сияқты материалдардан жасалған және консольге бекітілген. Ұшы кішірек болса, кескіннің ажыратымдылығы жоғары болады. Қазіргі AFM көпшілігінің нанометрлік рұқсаты бар. Консольдің жылжуын өлшеу үшін әртүрлі әдістер қолданылады. Ең көп таралған әдіс консольге шағылысатын лазер сәулесін пайдалану болып табылады, осылайша шағылған сәуленің ауытқуы консоль күйінің өлшемі ретінде пайдаланылуы мүмкін.
AFM механикалық зонд арқылы бетті сезіну әдісін пайдаланатындықтан, ол барлық беттерді зондтау арқылы үлгінің 3D кескінін жасауға қабілетті. Ол сондай-ақ пайдаланушыларға ұшты пайдаланып үлгі бетіндегі атомдарды немесе молекулаларды басқаруға мүмкіндік береді.
Сканерлеуші электронды микроскоп (SEM)
SEM кескіндеу үшін жарықтың орнына электронды сәулені пайдаланады. Ол пайдаланушыларға үлгі бетінің егжей-тегжейлі бейнесін байқауға мүмкіндік беретін үлкен өріс тереңдігіне ие. Электромагниттік жүйе қолданылғандықтан, AFM ұлғайту мөлшерін де көбірек басқарады.
SEM-де электрондар сәулесі электронды тапаншаның көмегімен шығарылады және ол вакуумға орналастырылған микроскоптың бойымен тік жолдан өтеді. Линзалары бар электрлік және магниттік өрістер электронды сәулені үлгіге бағыттайды. Электрондық сәуле үлгі бетіне түскенде электрондар мен рентген сәулелері шығады. Материалдық бейнені экранға шығару үшін бұл шығарындылар анықталады және талданады. SEM рұқсаты нанометрлік масштабта және ол сәуленің энергиясына байланысты.
SEM вакуумда жұмыс істейтіндіктен және бейнелеу процесінде электрондарды да пайдаланатындықтан, үлгіні дайындау кезінде арнайы процедураларды орындау керек.
SEM 1935 жылы Макс Нолл жасаған алғашқы бақылауынан бері өте ұзақ тарихы бар. Бірінші коммерциялық SEM 1965 жылы қол жетімді болды.
AFM және SEM арасындағы айырмашылық
1. SEM кескіндеу үшін электронды сәулені пайдаланады, мұнда AFM механикалық зондтау арқылы бетті сезу әдісін пайдаланады.
2. AFM беттің 3 өлшемді ақпаратын бере алады, бірақ SEM тек 2 өлшемді кескін береді.
3. Вакуумдық орта мен электронды сәулеге байланысты көптеген алдын ала өңдеулер орындалатын SEM үлгісінен айырмашылығы, AFM үлгісі үшін арнайы өңдеулер жоқ.
4. SEM AFM-мен салыстырғанда үлкенірек бет аймағын талдай алады.
5. SEM AFM қарағанда жылдам сканерлеуді орындай алады.
6. SEM тек бейнелеу үшін ғана пайдаланылуы мүмкін болса да, AFM кескінге қосымша молекулаларды басқару үшін пайдаланылуы мүмкін.
7. 1935 жылы енгізілген SEM жақында (1986 жылы) енгізілген AFMмен салыстырғанда әлдеқайда ұзағырақ тарихқа ие.
