Az atomerőmikroszkópia előnyeinek és hátrányainak egyszerűsített elemzése
Az atomerő-mikroszkóp olyan mikroszkóp, amely mikrokonzolt használ a konzolon lévő éles szonda és a vizsgált minta atomjai közötti erő érzékelésére és felerősítésére, hogy elérje a detektálás célját, atomi szintű felbontással. Mivel az atomerő-mikroszkóp a vezetőket és a nem vezetőket egyaránt képes megfigyelni, pótolja a pásztázó alagútmikroszkópok hiányosságait. Az atomerőmikroszkópot Gerd Binning, az IBM Zürichi Kutatóközpontjának munkatársa és Calvin Quate, a Stanford Egyetem kutatója találta fel 1985-ben. Célja, hogy a pásztázó szonda mikroszkóp (SPM) megfigyelési módszeréhez hasonló nem vezetőket készítsen. A legnagyobb különbség az atomerő-mikroszkóp (AFM) és a pásztázó alagútmikroszkóp (STM) között, hogy nem az elektronalagút-effektust használja, hanem az atomok közötti érintkezést, az atomkötést, a van der Waals-erőt vagy a Casimir-effektust stb. A minta felületi tulajdonságai.
Az atomerő-mikroszkópia előnyei:
Az atomerőmikroszkópiának számos előnye van a pásztázó elektronmikroszkóppal szemben. Az elektronmikroszkópokkal ellentétben, amelyek csak kétdimenziós képeket készítenek, az AFM-ek valódi háromdimenziós felülettérképeket biztosítanak. Ugyanakkor az AFM nem igényel semmilyen különleges mintakezelést, például rézbevonatot vagy szénbevonatot, amelyek visszafordíthatatlan károsodást okozhatnak a mintában. Harmadszor, az elektronmikroszkópoknak nagy vákuumkörülmények között kell működniük, míg az atomerőmikroszkópok jól működhetnek normál nyomáson és még folyékony környezetben is. Ezzel biológiai makromolekulákat, sőt élő biológiai szöveteket is lehet tanulmányozni.
Az AFM hátrányai:
A pásztázó elektronmikroszkóppal összehasonlítva az AFM hátránya, hogy túl kicsi a képalkotási tartomány, lassú a sebesség és túlságosan befolyásolja a szonda. Az atomerő-mikroszkóp egy új típusú, atomi szintű nagy felbontású műszer, amelyet a pásztázó alagútmikroszkóp után találtak ki. Kimutathatja a nanométeres tartományban különböző anyagok és minták fizikai tulajdonságait, beleértve a morfológiát, vagy közvetlenül nanométeres manipulációt végezhet; Széles körben alkalmazták a félvezetők, a nanofunkcionális anyagok, a biológia, a vegyipar, az élelmiszeripar, a gyógyszerkutatás és a tudományos kutatóintézetek különböző nanodal kapcsolatos tárgyai területén, és a nanotudományos kutatások alapvető eszközévé vált.
A pásztázó alagútmikroszkóppal összehasonlítva az atomerő-mikroszkóp szélesebb körű alkalmazhatósággal bír, mivel nem vezetőképes mintákat képes megfigyelni. A tudományos kutatásban és az iparban széles körben használt pásztázó erőmikroszkóp az atomerőmikroszkópon alapul.
