AFM frente a SEM
Necesidad de explorar el mundo más pequeño, ha ido 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 realizan muchas investigaciones sobre el desarrollo de diferentes técnicas de microscopía para aumentar la resolución. Aunque el primer microscopio es una solución óptica en la que se utilizaron 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 comprende una superficie pasando sus 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 diamante, silicio y nanotubos de carbono y está unida a un voladizo. Cuanto menor 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 se pueda usar como medida de la posición del voladizo.
Dado que AFM utiliza el método de palpar la superficie mediante una sonda mecánica, es capaz de producir una imagen 3D de la muestra al sondear 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 aumento ya que se utiliza un sistema electromagnético.
En SEM, el haz de electrones se produce mediante un cañón de electrones y recorre una trayectoria vertical a lo largo del microscopio que se coloca al 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 se detectan y analizan para poder poner en pantalla la imagen del material. La resolución de SEM está en escala nanométrica y depende de la energía del haz.
Dado que SEM se opera en vacío y también utiliza electrones en el proceso de obtención de imágenes, se deben seguir procedimientos especiales en la preparación de la muestra.
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 utiliza un haz de electrones para obtener imágenes donde AFM utiliza el método de palpar 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 ambiente 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 el SEM se puede utilizar solo para la formación de imágenes, el AFM se puede utilizar para manipular las moléculas además de la formación de imágenes.
7. El SEM que se introdujo en 1935 tiene una historia mucho más larga en comparación con el AFM introducido recientemente (en 1986).
