Принцип рада микроскопије атомске силе и њена примена
Микроскоп атомске силе је скенирајући пробни микроскоп развијен на основном принципу скенирајућег тунелског микроскопа. Појава микроскопије атомске силе несумњиво је одиграла водећу улогу у развоју нанотехнологије. Микроскопија скенирајуће сонде, представљена микроскопијом атомске силе, је општи термин за серију микроскопа који користе малу сонду за скенирање преко површине узорка, чиме се обезбеђују посматрања са великим увећањем. АФМ скенирања пружају информације о стању површине различитих типова узорака. У поређењу са конвенционалним микроскопима, предност АФМ-а је у томе што се може користити за посматрање површине узорка при великом увећању у атмосферским условима и може се користити за скоро све узорке (са одређеним захтевима за завршну обраду површине) без потребе за било каквим друга припрема узорка за добијање тродимензионалне топографске слике површине узорка. Скенирана 3Д слика се може користити за прорачун храпавости, дебљине, ширине корака, дијаграма или анализе грануларности.
Микроскопија атомске силе може да испита многе узорке, обезбеђујући податке за проучавање површине и контролу производње или развој процеса које конвенционални мерачи храпавости површине за скенирање и електронски микроскопи не могу да обезбеде.
Основни принцип
Микроскопија атомске силе користи силу интеракције (атомску силу) између површине узорка за испитивање и финог врха сонде за мерење топографије површине.
Врх сонде је на малој конзоли кочнице, а када сонда додирне површину узорка, резултујућа интеракција се детектује у облику скретања конзоле. Растојање између површине узорка и сонде је мање од 3-4 нм, а детектована сила између њих је мања од 10-8 Н. Светлост ласерске диоде је фокусирана на задњи део конзоле. Како се конзола савија под силом, рефлектована светлост се одбија, користећи угао скретања фотодетектора осетљивог на битове. Прикупљени подаци се затим обрађују рачунаром да би се добила тродимензионална слика површине узорка.
Комплетна конзолна сонда, постављена на површину узорка под контролом пиезоелектричног скенера, скенира се у три смера у корацима од 0.1 нм или мање на нивоу тачности. Генерално, померање конзоле се држи фиксирано под дејством З-осе контроле повратне спреге док се површина узорка детаљно помера (КСИ-оса). Као одговор на скенирање, вредност З-осе се уноси у рачунарску обраду, што резултира посматрањем слике површине узорка (3Д слика).
Карактеристике микроскопа атомске силе
1. Могућност високе резолуције далеко превазилази скенирајући електронски микроскоп (СЕМ), као и оптички инструмент за храпавост. Тродимензионални подаци о површини узорка да би се испунили захтеви истраживања, производње, инспекције квалитета све више и више микроскопски.
2. Недеструктивна сила интеракције између сонде и површине узорка од 10-8Н или мање, далеко мања од претходног притиска инструмента за храпавост игле, тако да неће доћи до оштећења узорка, нема електронског снопа скенирајућег електронског микроскопа оштећења. Поред тога, скенирајући електронски микроскоп захтева облагање непроводних узорака, док микроскоп атомске силе није потребан.
3. Широк спектар примена, може се користити за посматрање површине, одређивање величине, одређивање храпавости површине, анализу грануларности, избочине и рупице статистичке обраде, процену услова формирања филма, величину заштитног слоја за одређивање корак, процена равности међуслојног изолационог филма, процена ВЦД премаза, процена третмана трења процеса усмереног филма, анализа дефекта.
4. Снажне функције за обраду софтвера, његова тродимензионална слика приказује величину, угао гледања, боју екрана, сјај се може слободно подесити. И може изабрати мрежу, контуру, линијски приказ. Макро управљање обрадом слике, анализа облика пресека и храпавости, морфолошка анализа и друге функције.
