Testowanie AFM i studia przypadków
Mikroskop sił atomowych (AFM) wykorzystuje mikrowspornik do wykrywania i wzmacniania sił pomiędzy atomami sondy docelowej na wsporniku, osiągając detekcję z rozdzielczością na poziomie atomowym. Mikroskop sił atomowych jest instrumentem analitycznym, który można wykorzystać do badania struktury powierzchni materiałów stałych, w tym izolatorów, do badania struktury powierzchni i właściwości substancji oraz uzyskiwania informacji o strukturze powierzchni w rozdzielczości nano.
Kluczowym elementem mikroskopii sił atomowych (AFM) jest mikrowspornik ze spiczastą sondą na głowicy do skanowania powierzchni próbki. Ten typ wspornika ma wielkość w zakresie od dziesięciu do setek mikrometrów i zwykle składa się z krzemu lub azotku krzemu. Posiada sondę na górze, a promień krzywizny końcówki sondy mieści się w zakresie nanometrów. Podczas skanowania na stałej wysokości sonda prawdopodobnie zderzy się z powierzchnią i spowoduje uszkodzenia. Zwykle jest to utrzymywane za pomocą systemów informacji zwrotnej.
Podstawowa zasada: używanie małych sond do „badania” powierzchni próbki w celu uzyskania informacji
Mikroskopia sił atomowych wykorzystuje zależność pomiędzy siłami atomowymi pomiędzy sondą a próbką w celu określenia morfologii powierzchni próbki. W mikroskopii sił atomowych (AFM) jeden koniec mikrowspornika jest nieruchomy, a drugi koniec ma małą końcówkę igły. Długość mikrowspornika wynosi zwykle od kilku mikrometrów do kilkudziesięciu mikrometrów, a średnica końcówki igły wynosi zwykle od kilku nanometrów do kilkudziesięciu nanometrów. Kiedy AFM działa, końcówka igły lekko styka się z powierzchnią próbki, a siła interakcji pomiędzy końcówką a próbką może powodować deformację lub wibracje mikrowspornika. Siłą oddziaływania może być siła van der Waalsa, siła elektrostatyczna, siła magnetyczna itp. Wykrywając odkształcenie lub wibracje mikrowspornika, można wywnioskować morfologię i właściwości fizyczne powierzchni próbki.
AFM ma szeroki zakres zastosowań i może być stosowany do badania morfologii powierzchni i właściwości fizycznych różnych materiałów i próbek, takich jak metale, półprzewodniki, ceramika, polimery, biomolekuły itp. Ponadto AFM można również stosować do nanomanipulacji, takich jak nanofabrykacja, nanomontaż itp.
