AFM مقابل SEM
الحاجة إلى استكشاف العالم الأصغر ، تنمو بسرعة مع التطور الأخير للتقنيات الجديدة مثل تكنولوجيا النانو وعلم الأحياء الدقيقة والإلكترونيات. نظرًا لأن المجهر هو الأداة التي توفر صورًا مكبرة للأجسام الأصغر ، يتم إجراء الكثير من الأبحاث حول تطوير تقنيات مختلفة من الفحص المجهري لزيادة الدقة. على الرغم من أن المجهر الأول هو حل بصري حيث تم استخدام العدسات لتكبير الصور ، إلا أن المجاهر عالية الدقة الحالية تتبع أساليب مختلفة. يعتمد مجهر المسح الإلكتروني (SEM) ومجهر القوة الذرية (AFM) على اثنين من هذه الأساليب المختلفة.
مجهر القوة الذرية (AFM)
يستخدم AFM طرفًا لمسح سطح العينة ويتحرك الطرف لأعلى ولأسفل وفقًا لطبيعة السطح. هذا المفهوم مشابه للطريقة التي يفهم بها الأعمى السطح عن طريق تحريك أصابعه على السطح. تم تقديم تقنية AFM بواسطة Gerd Binnig و Christoph Gerber في عام 1986 وكانت متاحة تجاريًا منذ عام 1989.
الطرف مصنوع من مواد مثل الماس والسيليكون والأنابيب النانوية الكربونية ويتم توصيله بدعامة ناتئة. أصغر طرف أعلى دقة التصوير. معظم AFMs الحالية لديها دقة نانومتر. يتم استخدام أنواع مختلفة من الأساليب لقياس إزاحة ناتئ. الطريقة الأكثر شيوعًا هي استخدام شعاع الليزر الذي ينعكس على الكابول بحيث يمكن استخدام انحراف الحزمة المنعكسة كمقياس لموضع الكابول.
نظرًا لأن AFM يستخدم طريقة لمس السطح باستخدام مسبار ميكانيكي ، فإنه قادر على إنتاج صورة ثلاثية الأبعاد للعينة عن طريق فحص جميع الأسطح. كما أنه يمكّن المستخدمين من معالجة الذرات أو الجزيئات على سطح العينة باستخدام الطرف.
مسح المجهر الإلكتروني (SEM)
يستخدم SEM شعاع الإلكترون بدلاً من الضوء للتصوير. لها عمق كبير في المجال يتيح للمستخدمين مراقبة صورة أكثر تفصيلاً لسطح العينة. يتمتع AFM أيضًا بمزيد من التحكم في مقدار التكبير حيث يتم استخدام نظام كهرومغناطيسي.
في SEM ، يتم إنتاج شعاع الإلكترونات باستخدام مسدس إلكتروني ويمر عبر مسار عمودي على طول المجهر الذي يتم وضعه في فراغ. تركز المجالات الكهربائية والمغناطيسية ذات العدسات شعاع الإلكترون على العينة. بمجرد أن يضرب شعاع الإلكترون سطح العينة ، تنبعث الإلكترونات والأشعة السينية. يتم الكشف عن هذه الانبعاثات وتحليلها من أجل وضع الصورة المادية على الشاشة. دقة SEM بمقياس نانومتر ويعتمد على طاقة الحزمة.
نظرًا لأن SEM يعمل في فراغ ويستخدم أيضًا الإلكترونات في عملية التصوير ، يجب اتباع إجراءات خاصة في تحضير العينة.
SEM لها تاريخ طويل جدًا منذ أول ملاحظة قام بها ماكس نول في عام 1935. أول تسويق عبر محرك البحث التجاري كان متاحًا في عام 1965.
الفرق بين AFM و SEM
1. يستخدم SEM شعاع الإلكترون للتصوير حيث يستخدم AFM طريقة الشعور بالسطح باستخدام الفحص الميكانيكي.
2. يمكن أن يوفر AFM معلومات ثلاثية الأبعاد للسطح على الرغم من أن SEM يعطي فقط صورة ثنائية الأبعاد.
3. لا توجد معالجات خاصة للعينة في AFM على عكس SEM حيث يجب اتباع العديد من المعالجات المسبقة بسبب بيئة الفراغ وشعاع الإلكترون.
4. يمكن لـ SEM تحليل مساحة سطح أكبر مقارنة بـ AFM.
5. يمكن لـ SEM إجراء مسح ضوئي أسرع من AFM.
6. على الرغم من أنه لا يمكن استخدام SEM إلا للتصوير ، يمكن استخدام AFM لمعالجة الجزيئات بالإضافة إلى التصوير.
7. SEM الذي تم تقديمه في عام 1935 لديه تاريخ أطول بكثير مقارنةً مؤخرًا (في عام 1986) قدم AFM.
