Mis on aatomijõumikroskoop (AFM)?
Aatomijõumikroskoop (AFM) on uus eksperimentaalne meetod proovide mikroskoopilise pinna topograafia vaatlemiseks, kasutades aatomite ja molekulide vahelisi koostoimejõude. See on varustatud nanomõõtmelise sondiga, mis on kinnitatud paindlikult juhitavale mikroskaala elastsele konsoolile. Kui sond läheneb proovile, painutab sondi otsas olevate aatomite ja proovi pinnal olevate aatomite vastastikune jõud konsooli ja nihutab selle algsest asendist. Kolmemõõtmeline kujutis rekonstrueeritakse vastavalt sondi läbipainde või vibratsiooni sagedusele skaneerimise ajal, nii et proovi pinna morfoloogiat ja aatomkoostist saab kaudselt saada.
See uurib materjalide pinnastruktuuri ja omadusi, tuvastades proovipinna ja miniatuurse jõutundliku elemendi vahelise äärmiselt nõrga interatomilise jõu. Väikeste jõudude suhtes ülitundliku mikrokonsooli üks ots on fikseeritud, samas kui teises otsas olev mikroots läheneb proovile ja suhtleb sellega. Interaktsioonijõud põhjustab mikrokonsooli deformatsiooni või liikumisoleku muutumist.
Proovide skaneerimise ajal tuvastavad andurid need muutused, et saada interaktsioonijõudude jaotust ja seega pinna struktuuriteavet nanomõõtmelise eraldusvõimega. AFM koosneb peamiselt terava otsaga konsoolist, konsooli liikumisandurist, liikumisjuhtimise tagasisideahelast, piesoelektrilisest keraamilisest skannerist proovide skaneerimiseks ja arvutiga juhitavast süsteemist kujutiste hankimiseks, kuvamiseks ja töötlemiseks. Mikrokonsooli liikumist saab tuvastada elektriliste meetoditega, nagu tunnelivoolu tuvastamine, või optiliste meetoditega, sealhulgas kiire läbipainde ja interferomeetriaga. Kui ots on proovile piisavalt lähedal ja nende vahel on lühimaa tõukejõud, võimaldab selle tõrjumise tuvastamine pinnakujutist aatomresolutsiooniga; eraldusvõime on üldiselt nanomeetri tasemel. AFM-i mõõtmine ei sea proovidele erinõudeid ja seda saab rakendada tahketele pindadele, adsorbeeritud süsteemidele ja muule.
