Mi az Atomic Force Microscope (AFM)?
Az Atomic Force Microscope (AFM) egy új kísérleti technika a minták mikroszkopikus felszíni topográfiájának megfigyelésére az atomok és molekulák közötti kölcsönhatási erők felhasználásával. Rugalmasan szabályozható mikroméretű rugalmas konzolra rögzített nanoméretű szondával van felszerelve. Amikor a szonda megközelíti a mintát, a szonda csúcsán lévő atomok és a minta felületén lévő atomok közötti kölcsönhatási erő meghajlítja a konzolt és kimozdítja eredeti helyzetéből. A háromdimenziós képet a szonda elhajlási vagy rezgési frekvenciája alapján rekonstruálják a pásztázás során, így a minta felületi morfológiája és atomi összetétele közvetve megkapható.
Az anyagok felületi szerkezetét és tulajdonságait vizsgálja a minta felülete és egy miniatűr erőérzékeny elem közötti rendkívül gyenge interatomikus erő kimutatásával. Az apró erőhatásokra rendkívül érzékeny mikrokonzol egyik vége rögzítve van, míg a másik végén lévő mikrohegy megközelíti a mintát és kölcsönhatásba lép vele. A kölcsönhatási erő deformációt vagy a mikrokonzol mozgásállapotának megváltozását okozza.
A minta letapogatása során az érzékelők észlelik ezeket a változásokat, hogy megkapják a kölcsönhatási erők eloszlását, és ezáltal nanoméretű felbontású felületi szerkezeti információkat. Az AFM főként egy éles hegyű konzolból, egy konzolos mozgásérzékelőből, egy visszacsatoló hurokból a mozgásvezérléshez, egy piezoelektromos kerámia szkennerből a mintaolvasáshoz, valamint egy számítógép által vezérelt rendszerből áll a képfelvételhez, -megjelenítéshez és -feldolgozáshoz. A mikrokonzol mozgása érzékelhető elektromos módszerekkel, például alagútáram-érzékeléssel, vagy optikai módszerekkel, beleértve a nyalábeltérítést és az interferometriát. Ha a csúcs kellően közel van a mintához, és rövid hatótávolságú taszító erők vannak közöttük, ennek a taszításnak az észlelése lehetővé teszi az atomi felbontású felületi képalkotást; a felbontás általában nanométeres szinten van. Az AFM mérés nem támaszt különleges követelményeket a mintákkal szemben, és alkalmazható szilárd felületekre, adszorbeált rendszerekre és egyebekre.
