Co je mikroskop atomové síly (AFM)?
Atomic Force Microscope (AFM) je nová experimentální technika pro pozorování mikroskopické povrchové topografie vzorků s využitím interakčních sil mezi atomy a molekulami. Je vybavena nanosondou upevněnou na pružně ovladatelném mikroměřítku elastické konzole. Když se sonda přiblíží ke vzorku, interakční síla mezi atomy na špičce sondy a atomy na povrchu vzorku ohne konzolu a přemístí ji z její původní polohy. Trojrozměrný obraz je rekonstruován podle výchylky nebo frekvence vibrací sondy během skenování, takže lze nepřímo získat povrchovou morfologii a atomové složení vzorku.
Studuje povrchovou strukturu a vlastnosti materiálů detekcí extrémně slabé meziatomové síly mezi povrchem vzorku a miniaturním prvkem citlivým na sílu. Jeden konec mikrokonzoly, který je vysoce citlivý na malé síly, je upevněn, zatímco mikrošpička na druhém konci se přibližuje ke vzorku a interaguje s ním. Interakční síla způsobuje deformaci nebo změnu pohybového stavu mikrokonzoly.
Během skenování vzorku senzory detekují tyto změny, aby získaly rozložení interakčních sil, a tím i povrchové strukturní informace s rozlišením nanometrů. AFM se skládá hlavně z konzoly s ostrým hrotem, konzolového detektoru pohybu, zpětnovazební smyčky pro řízení pohybu, piezoelektrického keramického skeneru pro skenování vzorků a počítačem řízeného systému pro získávání, zobrazování a zpracování obrazu. Pohyb mikrokonzoly může být detekován elektrickými metodami, jako je detekce tunelového proudu, nebo optickými metodami včetně vychylování paprsku a interferometrie. Když je hrot dostatečně blízko vzorku a mezi nimi existují odpudivé síly krátkého dosahu, detekce tohoto odpuzování umožňuje zobrazení povrchu v atomárním rozlišení; rozlišení je obecně na úrovni nanometrů. Měření AFM neklade na vzorky žádné zvláštní požadavky a může být aplikováno na pevné povrchy, adsorbované systémy a další.
