AFM frente a SEM
Necesidad de explorar el mundo más pequeño, ha estado creciendo rápidamente con el reciente desarrollo de nuevas tecnologías como la nanotecnología, la microbiología y la electrónica. Dado que el microscopio es la herramienta que proporciona las imágenes ampliadas de los objetos más pequeños, se investiga mucho para desarrollar diferentes técnicas de microscopía para aumentar la resolución. Aunque el primer microscopio es una solución óptica en la que se usaban lentes para ampliar las imágenes, los microscopios actuales de alta resolución siguen diferentes enfoques. El microscopio electrónico de barrido (SEM) y el microscopio de fuerza atómica (AFM) se basan en dos de estos enfoques diferentes.
Microscopio de fuerza atómica (AFM)
AFM usa una punta para escanear la superficie de la muestra y la punta sube y baja según la naturaleza de la superficie. Este concepto es similar a la forma en que una persona ciega entiende una superficie pasando los dedos por toda la superficie. La tecnología AFM fue introducida por Gerd Binnig y Christoph Gerber en 1986 y estuvo disponible comercialmente desde 1989.
La punta está hecha de materiales como nanotubos de carbono, silicio y diamante y está unida a un voladizo. Cuanto más pequeña sea la punta, mayor será la resolución de la imagen. La mayoría de los AFM actuales tienen una resolución nanométrica. Se utilizan diferentes tipos de métodos para medir el desplazamiento del voladizo. El método más común es usar un rayo láser que se refleja en el voladizo para que la desviación del rayo reflejado pueda usarse como una medida de la posición del voladizo.
Dado que AFM usa el método de palpar la superficie usando una sonda mecánica, es capaz de producir una imagen 3D de la muestra sondeando todas las superficies. También permite a los usuarios manipular los átomos o moléculas en la superficie de la muestra usando la punta.
Microscopio electrónico de barrido (SEM)
SEM utiliza un haz de electrones en lugar de luz para obtener imágenes. Tiene una gran profundidad de campo que permite a los usuarios observar una imagen más detallada de la superficie de la muestra. AFM también tiene un mayor control en la cantidad de ampliación ya que se utiliza un sistema electromagnético.
En SEM, el haz de electrones se produce utilizando un cañón de electrones y atraviesa un camino vertical a lo largo del microscopio que se coloca en el vacío. Los campos eléctricos y magnéticos con lentes enfocan el haz de electrones hacia la muestra. Una vez que el haz de electrones golpea la superficie de la muestra, se emiten electrones y rayos X. Estas emisiones son detectadas y analizadas para poner la imagen del material en la pantalla. La resolución de SEM está en escala nanométrica y depende de la energía del haz.
Dado que SEM funciona en el vacío y también utiliza electrones en el proceso de formación de imágenes, se deben seguir procedimientos especiales en la preparación de muestras.
SEM tiene una historia muy larga desde su primera observación realizada por Max Knoll en 1935. El primer SEM comercial estuvo disponible en 1965.
Diferencia entre AFM y SEM
1. SEM usa un haz de electrones para obtener imágenes donde AFM usa el método de sentir la superficie mediante sondeo mecánico.
2. AFM puede proporcionar información tridimensional de la superficie, aunque SEM solo proporciona una imagen bidimensional.
3. No hay tratamientos especiales para la muestra en AFM, a diferencia de SEM, donde se deben seguir muchos tratamientos previos debido al entorno de vacío y al haz de electrones.
4. SEM puede analizar un área de superficie más grande en comparación con AFM.
5. SEM puede realizar un escaneo más rápido que AFM.
6. Aunque SEM solo se puede usar para obtener imágenes, AFM se puede usar para manipular las moléculas además de las imágenes.
7. SEM, que se introdujo en 1935, tiene una historia mucho más larga en comparación con AFM introducido recientemente (en 1986).
