Mikroskopi atomske sile i njihova primjena
Atomic force microscope je skenirajući probni mikroskop razvijen na osnovu osnovnih principa skenirajućeg tunelskog mikroskopa. Pojava mikroskopije atomske sile nesumnjivo je odigrala vodeću ulogu u razvoju nanotehnologije. Skenirajuća sondna mikroskopija, predstavljena mikroskopom atomske sile, je serija mikroskopa koji koriste malu sondu za skeniranje površine uzorka, pružajući opservaciju s velikim uvećanjem. Mikroskopsko skeniranje atomske sile može pružiti informacije o stanju površine različitih tipova uzoraka. U poređenju sa konvencionalnim mikroskopima, prednost mikroskopije atomske sile je u tome što može posmatrati površinu uzoraka pri velikom povećanju u atmosferskim uslovima, i može se koristiti za skoro sve uzorke (sa određenim zahtevima za glatkoću površine), bez potrebe za drugim tretmanima pripreme uzorka, za dobijanje trodimenzionalnih morfoloških slika površine uzorka. I može izvršiti proračun hrapavosti, debljine, širine koraka, blok dijagram ili analizu veličine čestica na trodimenzionalnoj morfološkoj slici dobijenoj skeniranjem.
Mikroskopija atomske sile može otkriti mnoge uzorke, pružiti podatke za istraživanje površine i kontrolu proizvodnje ili razvoj procesa, što se ne može obezbijediti konvencionalnim mjeračima hrapavosti površine za skeniranje i elektronskim mikroskopima.
1, Osnovni principi
Mikroskopija atomske sile koristi silu interakcije (atomsku silu) između površine uzorka i vrha fine sonde za mjerenje morfologije površine.
Vrh sonde je na maloj fleksibilnoj konzoli, a interakcija koja se stvara kada sonda dođe u kontakt s površinom uzorka detektuje se u obliku otklona konzole. Udaljenost između površine uzorka i sonde je manja od 3-4nm, a detektirana sila između njih je manja od 10-8N. Svjetlost laserske diode usmjerena je na stražnju stranu konzole. Kada se konzola savija pod dejstvom sile, reflektovana svetlost se odbija, a fotodetektor osetljiv na položaj koristi se za skretanje ugla. Zatim se prikupljeni podaci obrađuju od strane kompjutera kako bi se dobila trodimenzionalna slika površine uzorka.
Kompletna konzolna sonda postavlja se na površinu uzorka kontroliranog piezoelektričnim skenerom i skenira u tri smjera sa širinom koraka od 0,1 nm ili manje u horizontalnoj preciznosti. Općenito, prilikom detaljnog skeniranja površine uzorka (XY osa), osa Z- kontrolirana povratnom spregom o pomaku konzole ostaje fiksna i nepromijenjena. Vrijednosti ose Z- koje daju povratnu informaciju o odzivu skeniranja unose se u računar radi obrade, što rezultira slikom posmatranja (3D slikom) površine uzorka.
