AFM ընդդեմ SEM
Անհրաժեշտ է ուսումնասիրել փոքր աշխարհը, որն արագորեն աճում է նոր տեխնոլոգիաների վերջին զարգացմամբ, ինչպիսիք են նանոտեխնոլոգիան, մանրէաբանությունը և էլեկտրոնիկան: Քանի որ մանրադիտակն այն գործիքն է, որն ապահովում է փոքր օբյեկտների խոշորացված պատկերները, շատ հետազոտություններ են կատարվում մանրադիտակի տարբեր տեխնիկայի մշակման ուղղությամբ՝ լուծաչափը բարձրացնելու համար: Թեև առաջին մանրադիտակը օպտիկական լուծում է, որտեղ պատկերները մեծացնելու համար օգտագործվում էին ոսպնյակներ, ներկայիս բարձր լուծաչափով մանրադիտակները հետևում են տարբեր մոտեցումների: Սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակը (SEM) և ատոմային ուժի մանրադիտակը (AFM) հիմնված են նման տարբեր մոտեցումներից երկուսի վրա:
Ատոմային ուժի մանրադիտակ (AFM)
AFM-ն օգտագործում է ծայր՝ նմուշի մակերեսը սկանավորելու համար, և ծայրը վեր ու վար՝ ըստ մակերեսի բնույթի: Այս հայեցակարգը նման է այն ձևին, որով կույր մարդը հասկանում է մակերեսը՝ իր մատները ամբողջ մակերեսով անցկացնելով: AFM տեխնոլոգիան ներդրվել է Գերդ Բինինգի և Քրիստոֆ Գերբերի կողմից 1986 թվականին և այն առևտրային հասանելի էր 1989 թվականից:
Ծայրը պատրաստված է այնպիսի նյութերից, ինչպիսիք են ադամանդը, սիլիցիումը և ածխածնային նանոխողովակները և կցված են հենակետին: Փոքր ծայրը բարձրացնում է պատկերի լուծումը: Ներկայիս AFM-ների մեծ մասն ունի նանոմետր թույլատրելիություն: Կանթիլի տեղաշարժը չափելու համար օգտագործվում են տարբեր տեսակի մեթոդներ: Ամենատարածված մեթոդը լազերային ճառագայթի օգտագործումն է, որն արտացոլվում է հենակետի վրա, որպեսզի արտացոլված ճառագայթի շեղումը կարող է օգտագործվել որպես հենակետի դիրքի չափում:
Քանի որ AFM-ն օգտագործում է մեխանիկական զոնդի միջոցով մակերեսը զգալու մեթոդը, այն ի վիճակի է ստեղծել նմուշի 3D պատկեր՝ զոնդավորելով բոլոր մակերեսները: Այն նաև հնարավորություն է տալիս օգտվողներին մանիպուլյացիայի ենթարկել նմուշի մակերեսի ատոմները կամ մոլեկուլները՝ օգտագործելով ծայրը:
Սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակ (SEM)
SEM-ը պատկերների համար լույսի փոխարեն օգտագործում է էլեկտրոնային ճառագայթ: Այն ունի դաշտի մեծ խորություն, որը օգտվողներին հնարավորություն է տալիս դիտել նմուշի մակերեսի ավելի մանրամասն պատկերը: AFM-ն ունի նաև մեծացման քանակի ավելի մեծ վերահսկում, քանի որ օգտագործվում է էլեկտրամագնիսական համակարգ:
SEM-ում էլեկտրոնների ճառագայթը արտադրվում է էլեկտրոնային ատրճանակի միջոցով և այն անցնում է ուղղահայաց ճանապարհով մանրադիտակի երկայնքով, որը տեղադրված է վակուումում: Էլեկտրական և մագնիսական դաշտերը ոսպնյակներով կենտրոնացնում են էլեկտրոնային ճառագայթը դեպի նմուշը: Երբ էլեկտրոնային ճառագայթը հարվածում է նմուշի մակերեսին, էլեկտրոններ և ռենտգենյան ճառագայթներ են արտանետվում: Այս արտանետումները հայտնաբերվում և վերլուծվում են նյութի պատկերը էկրանին տեղադրելու համար: SEM-ի լուծումը նանոմետրային մասշտաբով է և կախված է ճառագայթի էներգիայից:
Քանի որ SEM-ը գործում է վակուումում և օգտագործում է նաև էլեկտրոններ պատկերման գործընթացում, նմուշի պատրաստման ժամանակ պետք է հետևել հատուկ ընթացակարգերին:
SEM-ը շատ երկար պատմություն ունի՝ 1935 թվականին Մաքս Նոլի կողմից կատարված իր առաջին դիտարկումից հետո: Առաջին առևտրային SEM-ը հասանելի է եղել 1965 թվականին:
Տարբերությունը AFM-ի և SEM-ի միջև
1. SEM-ն օգտագործում է էլեկտրոնային ճառագայթ պատկերների համար, որտեղ AFM-ն օգտագործում է մակերեսը մեխանիկական զոնդավորման միջոցով զգալու մեթոդը:
2. AFM-ը կարող է ապահովել մակերեսի եռաչափ տեղեկատվություն, թեև SEM-ը տալիս է միայն երկչափ պատկեր:
3. AFM-ում նմուշի համար հատուկ մշակումներ չկան, ի տարբերություն SEM-ի, որտեղ շատ նախնական մշակումներ պետք է իրականացվեն վակուումային միջավայրի և էլեկտրոնային ճառագայթների պատճառով:
4. SEM-ը կարող է վերլուծել ավելի մեծ մակերես՝ համեմատած AFM-ի հետ:
5. SEM-ը կարող է ավելի արագ սկանավորում կատարել, քան AFM-ը:
6. Թեև SEM-ը կարող է օգտագործվել միայն պատկերման համար, AFM-ն կարող է օգտագործվել նաև մոլեկուլները մանիպուլյացիայի համար:
7. SEM-ը, որը ներկայացվել է 1935 թվականին, ունի շատ ավելի երկար պատմություն՝ համեմատած վերջերս (1986 թ.) ներդրված AFM-ի հետ:
