Co to jest mikroskop sił atomowych
Mikroskopia sił atomowych: nowa technika eksperymentalna wykorzystująca siły interakcji między atomami i cząsteczkami do obserwacji mikroskopijnych cech na powierzchni obiektu. Składa się z sondy o wielkości nanometra przymocowanej do elastycznego wspornika o wielkości mikrona, który można delikatnie manipulować. Gdy sonda znajduje się bardzo blisko próbki, siły pomiędzy atomami na jej końcówce a atomami na powierzchni próbki powodują odchylenie wspornika od jego pierwotnego położenia. Trójwymiarowy obraz jest rekonstruowany na podstawie wielkości odchylenia lub częstotliwości wibracji sondy podczas skanowania próbki. Pośrednio można uzyskać topografię lub skład atomowy powierzchni próbki.
Służy do badania struktury powierzchni i właściwości substancji poprzez wykrywanie bardzo słabych sił interakcji międzyatomowych pomiędzy powierzchnią mierzonej próbki a miniaturowym elementem wrażliwym na siłę. Na jednym końcu zamocowana jest para mikrowsporników, które są niezwykle wrażliwe na słabe siły, a malutka końcówka na drugim końcu jest przybliżana do próbki, która następnie oddziałuje z nią, a siły powodują mikrowsporniki zdeformować lub zmienić ich stan ruchu.
Skanując próbkę, czujnik wykrywa te zmiany i uzyskuje informację o rozkładzie sił, uzyskując w ten sposób informację o strukturze powierzchni z rozdzielczością nano. Składa się z mikrowspornika z końcówką igły, mikrowspornika do wykrywania ruchu, pętli sprzężenia zwrotnego do monitorowania jego ruchu, piezoelektrycznego ceramicznego urządzenia skanującego do skanowania próbki oraz sterowanego komputerowo systemu pozyskiwania, wyświetlania i przetwarzania obrazu. Ruch mikrowspornika można wykryć metodami elektrycznymi, takimi jak wykrywanie prądu tunelowego, lub metodami optycznymi, takimi jak ugięcie wiązki i interferometria itp. Gdy czubek igły i próbka znajdują się wystarczająco blisko siebie i występuje wzajemne odpychanie krótkiego zasięgu pomiędzy w nich można wykryć odpychanie, aby uzyskać powierzchnię na poziomie atomowym rozdzielczości obrazu i ogólnie na poziomie nanometrowym. Pomiary AFM próbek nie mają specjalnych wymagań i mogą być stosowane do pomiaru powierzchni ciał stałych i systemy adsorpcyjne.
