Mikroskop atómovej sily a jeho použitie
Mikroskop atómovej sily je rastrovací sondový mikroskop vyvinutý zo základného princípu rastrovacieho tunelového mikroskopu. Vznik mikroskopu atómovej sily nepochybne zohral úlohu pri podpore rozvoja nanotechnológie. Mikroskop skenovacej sondy reprezentovaný mikroskopom atómovej sily je všeobecný pojem pre sériu mikroskopov, ktoré používajú malú sondu na skenovanie na povrchu vzorky, aby poskytli pozorovanie s vysokým zväčšením. AFM skenovanie môže poskytnúť informácie o stave povrchu rôznych typov vzoriek. V porovnaní s bežnými mikroskopmi je výhodou mikroskopie atómovej sily, že dokáže pozorovať povrch vzorky pri veľkom zväčšení za atmosférických podmienok a možno ju použiť pre takmer všetky vzorky (s určitými požiadavkami na povrchovú úpravu), bez ďalšieho spracovania prípravy vzorky. vzorka povrchu je možné získať 3D obraz . Môže tiež vykonať výpočet drsnosti, hrúbky, šírky kroku, blokového diagramu alebo analýzy veľkosti častíc na naskenovanom 3D topografickom obrázku.
AFM dokáže detegovať veľa vzoriek a poskytnúť údaje pre povrchový výskum a kontrolu výroby alebo vývoj procesov, čo nie je možné poskytnúť bežnými skenovacími drsnomermi povrchu a elektrónovými mikroskopmi.
1. Základné princípy
Mikroskop atómovej sily využíva interakčnú silu (atómovú silu) medzi povrchom detekčnej vzorky a malým hrotom sondy na meranie topografie povrchu.
Špička sondy je na malom pružnom konzole a keď sa sonda dotkne povrchu vzorky, výsledná interakcia sa deteguje vo forme vychýlenia konzoly. Vzdialenosť medzi povrchom vzorky a sondou je menšia ako 3-4nm a sila zistená medzi nimi je menšia ako 10-8N. Svetlo z laserovej diódy je zaostrené na zadnú stranu konzoly. Keď sa konzola ohne pod vplyvom sily, odrazené svetlo sa odkloní pomocou uhla vychýlenia fotodetektora citlivého na polohu. Potom sú zozbierané údaje spracované počítačom, aby sa získal trojrozmerný obraz povrchu vzorky.
Kompletná konzolová sonda sa umiestni na povrch vzorky riadenej piezoelektrickým skenerom a skenuje sa v troch smeroch so šírkou kroku 0,1 nm alebo menej. Typicky zostáva os Z riadená spätnou väzbou posuvu konštantná, zatiaľ čo sa na povrchu vzorky vykonáva podrobné skenovanie (os XY). Hodnota osi Z, ktorá je spätnou väzbou odozvy skenovania, sa vloží do počítača na spracovanie a získa sa pozorovaný obraz (3D obraz) povrchu vzorky.
Po druhé, charakteristiky mikroskopu atómovej sily
1. Schopnosti vysokého rozlíšenia ďaleko presahujú možnosti rastrovacích elektrónových mikroskopov (SEM) a meračov optickej drsnosti. Trojrozmerné údaje povrchu vzorky spĺňajú čoraz mikroskopickejšie požiadavky výskumu, výroby a kontroly kvality.
2. Nedeštruktívne, interakčná sila medzi sondou a povrchom vzorky je menšia ako 10-8N, čo je oveľa nižšie ako tlak predchádzajúceho merača drsnosti hrotu, takže nepoškodí vzorku a tam nie je problém poškodenia elektrónovým lúčom v rastrovom elektrónovom mikroskope. Okrem toho skenovacia elektrónová mikroskopia vyžaduje potiahnutie nevodivých vzoriek, zatiaľ čo mikroskopia atómovej sily nie.
3. Môže byť použitý v širokej škále aplikácií, ako je pozorovanie povrchu, meranie veľkosti, meranie drsnosti povrchu, analýza veľkosti častíc, štatistické spracovanie výstupkov a jamiek, hodnotenie podmienok tvorby filmu, meranie krokov veľkosti ochrannej vrstvy, rovinnosti hodnotenie medzivrstvových izolačných fólií, hodnotenie VCD Coating, hodnotenie procesu trecej úpravy orientovanej fólie, analýza defektov atď.
4. Softvér má silné funkcie spracovania a veľkosť zobrazenia trojrozmerného obrazu, pozorovací uhol, farbu displeja a lesk je možné voľne nastaviť. A môžete si vybrať sieť, obrysovú čiaru, zobrazenie čiar. Makromanažment spracovania obrazu, analýza tvaru a drsnosti prierezu, topografická analýza a ďalšie funkcie.
