Микроскопи атомске силе и њихова примена
Микроскоп атомске силе је микроскоп за скенирање сонде развијен на основу основних принципа скенирајућег тунелског микроскопа. Појава микроскопије атомске силе несумњиво је одиграла покретачку улогу у развоју нанотехнологије. Микроскопија скенирајуће сонде, представљена микроскопом атомске силе, је серија микроскопа који користе малу сонду за скенирање површине узорка, пружајући посматрање са великим увећањем. Микроскопско скенирање атомске силе може да пружи информације о стању површине различитих типова узорака. У поређењу са конвенционалним микроскопима, предност микроскопије атомске силе је у томе што може да посматра површину узорака при великом увећању у атмосферским условима и може да се користи за скоро све узорке (са одређеним захтевима за глаткоћу површине), без потребе за другим третманима припреме узорка, да би се добиле тродимензионалне морфолошке слике површине узорка. Такође може да изврши прорачун храпавости, дебљине, ширине корака, блок дијаграм или анализу величине честица на тродимензионалној морфолошкој слици добијеној скенирањем.
Микроскопија атомске силе може открити многе узорке, обезбедити податке за истраживање површине и контролу производње или развој процеса, што се не може обезбедити конвенционалним мерачима храпавости површине за скенирање и електронским микроскопима.
1, Основни принципи
Микроскопија атомске силе користи силу интеракције (атомску силу) између површине узорка и врха фине сонде за мерење морфологије површине.
Врх сонде је на малој флексибилној конзоли, а интеракција настала када сонда дође у контакт са површином узорка детектује се у облику скретања конзоле. Растојање између површине узорка и сонде је мање од 3-4нм, а детектована сила између њих је мања од 10-8Н. Светлост ласерске диоде је усмерена на задњи део конзоле. Када се конзола савија под дејством силе, рефлектована светлост се одбија, а фотодетектор осетљив на положај се користи за скретање угла. Затим, прикупљени подаци се обрађују рачунаром да би се добила тродимензионална слика површине узорка.
Комплетна конзолна сонда се поставља на површину узорка контролисаног пиезоелектричним скенером и скенира у три смера са ширином корака од 0,1 нм или мање у хоризонталној прецизности. Генерално, када детаљно скенирате површину узорка (КСИ оса), З-оса контролисана повратном спрегом о померању конзоле остаје фиксна и непромењена. Вредности З-осе које дају повратну информацију о одзиву скенирања уносе се у рачунар ради обраде, што резултира сликом посматрања (3Д сликом) површине узорка.
