AFM vs SEM
Бяцхан ертөнцийг судлах хэрэгцээ нь нанотехнологи, микробиологи, электроник зэрэг шинэ технологиуд сүүлийн үед хурдацтай хөгжиж байна. Микроскоп нь жижиг биетүүдийн томруулсан дүрсийг өгдөг хэрэгсэл учраас нарийвчлалыг нэмэгдүүлэхийн тулд микроскопийн янз бүрийн техникийг боловсруулах талаар маш их судалгаа хийдэг. Хэдийгээр анхны микроскоп нь зургийг томруулахын тулд линз ашигладаг оптик шийдэл боловч одоогийн өндөр нарийвчлалтай микроскопууд өөр өөр арга барилыг дагаж мөрддөг. Сканнерийн электрон микроскоп (SEM) ба атомын хүчний микроскоп (AFM) нь ийм хоёр өөр арга дээр суурилдаг.
Атомын хүчний микроскоп (AFM)
AFM нь дээжийн гадаргууг сканнердахдаа үзүүрийг ашигладаг бөгөөд үзүүр нь гадаргуугийн шинж чанараас хамааран дээш доош явдаг. Энэ ойлголт нь хараагүй хүн хуруугаараа гадаргууг бүхэлд нь гүйлгэхэд гадаргууг ойлгохтой төстэй юм. AFM технологийг 1986 онд Герд Бинниг, Кристоф Гербер нар нэвтрүүлсэн бөгөөд 1989 оноос хойш худалдаанд гарсан.
Хошуу нь алмааз, цахиур, нүүрстөрөгчийн нано хоолой зэрэг материалаар хийгдсэн ба консол дээр бэхлэгдсэн. Үзүүр нь жижиг байх тусам зургийн нарийвчлал өндөр болно. Одоогийн AFM-ийн ихэнх нь нанометрийн нарийвчлалтай байдаг. Консолын шилжилтийг хэмжихэд янз бүрийн төрлийн аргыг ашигладаг. Хамгийн түгээмэл арга бол консол дээр тусдаг лазер туяа ашиглах бөгөөд туссан цацрагийн хазайлтыг консолын байрлалын хэмжүүр болгон ашиглаж болно.
AFM нь механик мэдрэгч ашиглан гадаргууг мэдрэх аргыг ашигладаг тул бүх гадаргууг шалгаснаар дээжийн 3D дүрсийг гаргах чадвартай. Энэ нь мөн хэрэглэгчдэд дээжийн гадаргуу дээрх атом эсвэл молекулуудыг үзүүрийг ашиглан удирдах боломжийг олгодог.
Сканнердах электрон микроскоп (SEM)
SEM нь дүрслэлд гэрлийн оронд электрон цацраг ашигладаг. Энэ нь өргөн талбайн гүнтэй тул хэрэглэгчдэд дээжийн гадаргуугийн илүү нарийвчилсан зургийг ажиглах боломжийг олгодог. Мөн цахилгаан соронзон системийг ашиглаж байгаа тул AFM нь өсгөлтийн хэмжээг илүү хянах боломжтой.
SEM-д электрон туяаг электрон буу ашиглан гаргаж авдаг бөгөөд вакуумд байрлуулсан микроскопын дагуу босоо замаар дамждаг. Линз бүхий цахилгаан ба соронзон орон нь электрон цацрагийг сорьц руу чиглүүлдэг. Дээжийн гадаргуу дээр электрон цацраг унасны дараа электрон болон рентген туяа ялгардаг. Материаллаг дүрсийг дэлгэцэн дээр гаргахын тулд эдгээр ялгаруулалтыг илрүүлж, шинжилдэг. SEM-ийн нарийвчлал нь нанометрийн масштабтай бөгөөд цацрагийн энергиэс хамаарна.
SEM-ийг вакуум орчинд ажиллуулж, дүрслэх явцад электрон ашигладаг тул дээж бэлтгэхдээ тусгай процедурыг баримтална.
SEM нь 1935 онд Макс Ноллын хийсэн анхны ажиглалтаас хойш маш урт түүхтэй. Анхны арилжааны SEM нь 1965 онд гарсан.
AFM болон SEM хоорондын ялгаа
1. SEM нь электрон туяаг дүрслэлд ашигладаг бөгөөд AFM нь механик датчик ашиглан гадаргууг мэдрэх аргыг ашигладаг.
2. AFM нь гадаргуугийн 3 хэмжээст мэдээллийг өгөх боломжтой боловч SEM нь зөвхөн 2 хэмжээст дүрсийг өгдөг.
3. Вакуум орчин болон электрон цацрагаас шалтгаалан олон тооны урьдчилсан боловсруулалт хийх шаардлагатай SEM-ээс ялгаатай нь AFM-д дээжийн тусгай эмчилгээ байдаггүй.
4. SEM нь AFM-тай харьцуулахад илүү том гадаргууг шинжлэх боломжтой.
5. SEM нь AFM-ээс илүү хурдан скан хийх боломжтой.
6. Хэдийгээр SEM-ийг зөвхөн дүрслэлд ашиглах боломжтой ч AFM нь дүрслэлээс гадна молекулуудыг удирдахад ашиглаж болно.
7. 1935 онд нэвтрүүлсэн SEM нь саяхан (1986 онд) нэвтрүүлсэн AFM-тай харьцуулахад хамаагүй урт түүхтэй.
