Спрощений аналіз переваг і недоліків атомно-силової мікроскопії
Атомно-силовий мікроскоп — це мікроскоп, який використовує мікрокантилевер для визначення та посилення сили між гострим зондом на кантилевері та атомами досліджуваного зразка, щоб досягти мети виявлення з роздільною здатністю на атомному рівні. Оскільки атомно-силовий мікроскоп може спостерігати як провідники, так і непровідники, це компенсує недоліки скануючих тунельних мікроскопів. Атомно-силовий мікроскоп був винайдений Ґердом Біннінгом з Цюрихського дослідницького центру IBM і Кельвіном Куате зі Стенфордського університету в 1985 році. Його мета полягає в тому, щоб зробити непровідники подібними до методу спостереження скануючих зондових мікроскопів (SPM). Найбільша відмінність між атомно-силовим мікроскопом (АСМ) і скануючим тунельним мікроскопом (СТМ) полягає в тому, що він не використовує ефект електронного тунелювання, а виявляє контакт між атомами, атомний зв’язок, силу Ван-дер-Ваальса або ефект Казимира тощо. Властивості поверхні зразка.
Переваги атомно-силової мікроскопії:
Атомно-силова мікроскопія має багато переваг перед скануючою електронною мікроскопією. На відміну від електронних мікроскопів, які забезпечують лише двовимірні зображення, AFM забезпечують справжні тривимірні карти поверхонь. У той же час АСМ не потребує спеціальної обробки зразка, наприклад, міднення або вуглецевого покриття, яке може призвести до незворотного пошкодження зразка. По-третє, електронні мікроскопи повинні працювати в умовах високого вакууму, тоді як атомно-силові мікроскопи можуть добре працювати під нормальним тиском і навіть у рідких середовищах. Це можна використовувати для вивчення біологічних макромолекул і навіть живих біологічних тканин.
Недоліки АСМ:
Порівняно зі скануючою електронною мікроскопією недоліки АСМ полягають у тому, що діапазон зображення є надто малим, швидкість повільна та зонд занадто сильно впливає на нього. Атомно-силовий мікроскоп — це новий тип приладу з високою роздільною здатністю на атомному рівні, винайдений після скануючого тунельного мікроскопа. Він може виявляти фізичні властивості різних матеріалів і зразків у нанометровій області, включаючи морфологію, або безпосередньо проводити нанометрові маніпуляції; Він широко використовувався в галузі напівпровідників, нанофункціональних матеріалів, біології, хімічної промисловості, харчової промисловості, фармацевтичних досліджень та різноманітних нано-пов’язаних тем у науково-дослідних інститутах і став основним інструментом для нанонаукових досліджень.
Порівняно зі скануючим тунельним мікроскопом, атомно-силовий мікроскоп має ширшу сферу застосування, оскільки він може спостерігати за непровідними зразками. Скануючий силовий мікроскоп, який широко використовується в наукових дослідженнях і промисловості, заснований на атомно-силовому мікроскопі.
