Що таке атомно-силовий мікроскоп
Атомно-силова мікроскопія: нова експериментальна техніка, яка використовує сили взаємодії між атомами та молекулами для спостереження мікроскопічних особливостей на поверхні об’єкта. Він складається із зонда нанометрового розміру, закріпленого на гнучкому кантилевері мікронного розміру, яким чутливо керують. Коли зонд знаходиться дуже близько до зразка, сили між атомами на його кінчику та атомами на поверхні зразка змушують кантилевер відхилятися від свого початкового положення. Тривимірне зображення реконструюється за величиною відхилення або частотою вібрації зонда, коли він сканує зразок. Можна опосередковано отримати топографію або атомний склад поверхні зразка.
Він використовується для вивчення структури поверхні та властивостей речовин шляхом виявлення дуже слабких сил міжатомної взаємодії між поверхнею зразка, що підлягає вимірюванню, та мініатюрним чутливим до сили елементом. Пара мікрокантилеверів, які надзвичайно чутливі до слабких сил, закріплена на одному кінці, а крихітний наконечник на іншому кінці наближається до зразка, який потім взаємодіє з ним, і сили викликають мікрокантилевери деформувати або змінити стан свого руху.
Під час сканування зразка датчик виявляє ці зміни та отримує інформацію про розподіл сил, таким чином отримуючи інформацію про структуру поверхні з нанорозмірною роздільною здатністю. Він складається з мікрокантилевера з кінчиком голки, пристрою виявлення руху мікрокантилевера, контуру зворотного зв’язку для моніторингу його руху, п’єзоелектричного керамічного скануючого пристрою для сканування зразка та керованої комп’ютером системи отримання, відображення та обробки зображень. Рух мікрокантилевера можна виявити за допомогою електричних методів, таких як виявлення тунельного струму, або оптичних методів, таких як відхилення променя та інтерферометрія тощо. Коли кінчик голки та зразок знаходяться досить близько один до одного, і між ними існує короткочасне взаємне відштовхування їх можна виявити відштовхування, щоб отримати поверхневий атомарний рівень роздільної здатності зображення та загалом роздільну здатність нанометрового рівня. AFM-вимірювання зразків не має особливих вимог і може використовуватися для вимірювання поверхні твердих тіл і адсорбційні системи.
