Testování AFM a případové studie
Mikroskop atomové síly (AFM) využívá mikrokonzolu ke snímání a zesílení sil mezi atomy cílové sondy na konzole, čímž se dosahuje detekce s rozlišením na úrovni atomů. Mikroskop atomové síly je analytický přístroj, který lze použít ke studiu povrchové struktury pevných materiálů, včetně izolátorů, ke zkoumání povrchové struktury a vlastností látek a získávání informací o struktuře povrchu v rozlišení nanometrů.
Klíčovou součástí mikroskopie atomárních sil (AFM) je mikrokonzola se špičatou sondou na hlavě pro skenování povrchu vzorku. Tento typ konzoly má velikost v rozmezí od deseti do stovek mikrometrů a je obvykle složen z křemíku nebo nitridu křemíku. Má nahoře sondu a poloměr zakřivení hrotu sondy je v rozsahu nanometrů. Při skenování v konstantní výšce se sonda pravděpodobně srazí s povrchem a způsobí poškození. Obvykle se tedy udržuje prostřednictvím systémů zpětné vazby.
Základní princip: Použití malých sond k „prozkoumání“ povrchu vzorku za účelem získání informací
Mikroskopie atomárních sil využívá vztah mezi atomovými silami mezi sondou a vzorkem k určení povrchové morfologie vzorku. V mikroskopii atomárních sil (AFM) je jeden konec mikrokonzoly pevný a druhý konec má malý hrot jehly. Délka mikrokonzoly je obvykle mezi několika mikrometry a několika desítkami mikrometrů a průměr hrotu jehly je obvykle mezi několika nanometry a několika desítkami nanometrů. Když AFM pracuje, hrot jehly se lehce dotýká povrchu vzorku a interakční síla mezi hrotem a vzorkem může způsobit deformaci nebo vibraci mikrokonzoly. Tato interakční síla může být van der Waalsova síla, elektrostatická síla, magnetická síla atd. Detekcí deformace nebo vibrací mikrokonzoly lze odvodit morfologii a fyzikální vlastnosti povrchu vzorku.
AFM má širokou škálu aplikací a lze jej použít ke studiu morfologie povrchu a fyzikálních vlastností různých materiálů a vzorků, jako jsou kovy, polovodiče, keramika, polymery, biomolekuly atd. Kromě toho lze AFM použít také pro nanomanipulaci, jako je nanovýroba, nanomontáž atd.
