AFM testovanie a prípadové štúdie
Mikroskop atómovej sily (AFM) využíva mikrokonzolu na snímanie a zosilňovanie síl medzi atómami cieľovej sondy na konzole, čím sa dosahuje detekcia s rozlíšením na úrovni atómov. Mikroskop atómovej sily je analytický nástroj, ktorý možno použiť na štúdium povrchovej štruktúry pevných materiálov vrátane izolátorov, na skúmanie povrchovej štruktúry a vlastností látok a získavanie informácií o štruktúre povrchu v rozlíšení nanometrov.
Kľúčovou súčasťou mikroskopie atómovej sily (AFM) je mikrokonzola so špicatou sondou na hlave na skenovanie povrchu vzorky. Tento typ konzoly má veľkosť od desiatich do stoviek mikrometrov a zvyčajne sa skladá z kremíka alebo nitridu kremíka. Má sondu na vrchu a polomer zakrivenia špičky sondy je v rozsahu nanometrov. Pri skenovaní v konštantnej výške sa sonda pravdepodobne zrazí s povrchom a spôsobí poškodenie. Zvyčajne sa teda udržiava prostredníctvom systémov spätnej väzby.
Základný princíp: Použitie malých sond na „preskúmanie“ povrchu vzorky na získanie informácií
Mikroskopia atómovej sily využíva vzťah medzi atómovými silami medzi sondou a vzorkou na určenie povrchovej morfológie vzorky. V mikroskopii atómovej sily (AFM) je jeden koniec mikrokonzoly pevný a druhý koniec má malý hrot ihly. Dĺžka mikrokonzoly je zvyčajne medzi niekoľkými mikrometrami a niekoľkými desiatkami mikrometrov a priemer hrotu ihly je zvyčajne medzi niekoľkými nanometrami a niekoľkými desiatkami nanometrov. Keď AFM pracuje, hrot ihly sa ľahko dotýka povrchu vzorky a interakčná sila medzi hrotom a vzorkou môže spôsobiť deformáciu alebo vibrácie mikrokonzoly. Táto interakčná sila môže byť van der Waalsova sila, elektrostatická sila, magnetická sila atď. Detegovaním deformácie alebo vibrácií mikrokonzoly možno odvodiť morfológiu a fyzikálne vlastnosti povrchu vzorky.
AFM má široké uplatnenie a možno ho použiť na štúdium povrchovej morfológie a fyzikálnych vlastností rôznych materiálov a vzoriek, ako sú kovy, polovodiče, keramika, polyméry, biomolekuly atď.
