AFM vs SEM
Le besoin d'explorer le monde plus petit s'est rapidement développé avec le développement récent de nouvelles technologies telles que la nanotechnologie, la microbiologie et l'électronique. Étant donné que le microscope est l'outil qui fournit les images agrandies des objets plus petits, de nombreuses recherches sont effectuées sur le développement de différentes techniques de microscopie pour augmenter la résolution. Bien que le premier microscope soit une solution optique dans laquelle des lentilles ont été utilisées pour agrandir les images, les microscopes haute résolution actuels suivent différentes approches. Le microscope électronique à balayage (SEM) et le microscope à force atomique (AFM) sont basés sur deux de ces différentes approches.
Microscope à force atomique (AFM)
L'AFM utilise une pointe pour scanner la surface de l'échantillon et la pointe monte et descend en fonction de la nature de la surface. Ce concept est similaire à la manière dont une personne aveugle comprend une surface en passant ses doigts sur toute la surface. La technologie AFM a été introduite par Gerd Binnig et Christoph Gerber en 1986 et elle était disponible dans le commerce depuis 1989.
La pointe est constituée de matériaux tels que des nanotubes de diamant, de silicium et de carbone et fixée à un cantilever. Plus la pointe est petite, plus la résolution de l'image est élevée. La plupart des AFM actuels ont une résolution nanométrique. Différents types de méthodes sont utilisés pour mesurer le déplacement du cantilever. La méthode la plus courante consiste à utiliser un faisceau laser qui se réfléchit sur le porte-à-faux de sorte que la déviation du faisceau réfléchi puisse être utilisée comme mesure de la position du porte-à-faux.
Étant donné que l'AFM utilise la méthode de palpage de la surface à l'aide d'une sonde mécanique, il est capable de produire une image 3D de l'échantillon en sondant toutes les surfaces. Il permet également aux utilisateurs de manipuler les atomes ou les molécules sur la surface de l'échantillon à l'aide de la pointe.
Microscope électronique à balayage (SEM)
SEM utilise un faisceau d'électrons au lieu de la lumière pour l'imagerie. Il a une grande profondeur de champ qui permet aux utilisateurs d'observer une image plus détaillée de la surface de l'échantillon. L'AFM a également un meilleur contrôle de la quantité de grossissement lorsqu'un système électromagnétique est utilisé.
En SEM, le faisceau d'électrons est produit à l'aide d'un canon à électrons et il passe par un chemin vertical le long du microscope qui est placé sous vide. Les champs électriques et magnétiques avec des lentilles focalisent le faisceau d'électrons sur l'échantillon. Une fois que le faisceau d'électrons atteint la surface de l'échantillon, des électrons et des rayons X sont émis. Ces émissions sont détectées et analysées afin de mettre l'image du matériau sur l'écran. La résolution du SEM est à l'échelle nanométrique et dépend de l'énergie du faisceau.
Étant donné que le SEM fonctionne dans le vide et utilise également des électrons dans le processus d'imagerie, des procédures spéciales doivent être suivies lors de la préparation des échantillons.
SEM a une très longue histoire depuis sa première observation faite par Max Knoll en 1935. Le premier SEM commercial était disponible en 1965.
Différence entre AFM et SEM
1. SEM utilise un faisceau d'électrons pour l'imagerie où l'AFM utilise la méthode de palpation de la surface à l'aide d'un sondage mécanique.
2. L'AFM peut fournir des informations tridimensionnelles de la surface bien que SEM ne donne qu'une image bidimensionnelle.
3. Il n'y a pas de traitements spéciaux pour l'échantillon en AFM contrairement au SEM où de nombreux prétraitements doivent être suivis en raison de l'environnement sous vide et du faisceau d'électrons.
4. SEM peut analyser une plus grande surface par rapport à l'AFM.
5. SEM peut effectuer une numérisation plus rapide que l'AFM.
6. Bien que le SEM ne puisse être utilisé que pour l'imagerie, l'AFM peut être utilisé pour manipuler les molécules en plus de l'imagerie.
7. Le SEM qui a été introduit en 1935 a une histoire beaucoup plus longue que l'AFM récemment (en 1986) introduit.
