Тестування АСМ і тематичні дослідження
Атомно-силовий мікроскоп (АСМ) використовує мікрокантилевер для визначення та посилення сил між атомами цільового зонда на кантилевері, досягаючи виявлення з роздільною здатністю атомного рівня. Атомно-силовий мікроскоп — це аналітичний інструмент, який можна використовувати для дослідження структури поверхні твердих матеріалів, у тому числі ізоляторів, для дослідження структури поверхні та властивостей речовин, а також для отримання інформації про структуру поверхні з нанорозмірною роздільною здатністю.
Ключовим компонентом атомно-силової мікроскопії (АСМ) є мікрокантилевер із загостреним зондом на голові для сканування поверхні зразка. Цей тип кантилевера має розмір від десяти до сотень мікрометрів і зазвичай складається з кремнію або нітриду кремнію. Він має зонд у верхній частині, а радіус кривизни кінчика зонда знаходиться в нанометровому діапазоні. Під час сканування на постійній висоті зонд, ймовірно, зіткнеться з поверхнею та спричинить пошкодження. Тому це зазвичай підтримується через системи зворотного зв’язку.
Основний принцип: використання крихітних зондів для «дослідження» поверхні зразка для отримання інформації
Атомно-силова мікроскопія використовує співвідношення між атомними силами між зондом і зразком для визначення морфології поверхні зразка. В атомно-силовій мікроскопії (АСМ) один кінець мікрокантилевера закріплений, а інший кінець має крихітний кінчик голки. Довжина мікрокантилевера зазвичай становить від кількох мікрометрів до кількох десятків мікрометрів, а діаметр кінчика голки зазвичай становить від кількох нанометрів до кількох десятків нанометрів. Коли АСМ працює, кінчик голки злегка торкається поверхні зразка, і сила взаємодії між кінчиком і зразком може спричинити деформацію або вібрацію мікрокантилевера. Цією силою взаємодії може бути сила Ван-дер-Ваальса, електростатична сила, магнітна сила тощо. Виявивши деформацію або вібрацію мікрокантилевера, можна зробити висновок про морфологію та фізичні властивості поверхні зразка.
АСМ має широкий спектр застосувань і може використовуватися для вивчення морфології поверхні та фізичних властивостей різних матеріалів і зразків, таких як метали, напівпровідники, кераміка, полімери, біомолекули тощо. Крім того, АСМ також можна використовувати для наноманіпуляцій, таких як нанофабрикація, нанозбірка тощо.
