Принцип рада и примена атомско-силног микроскопа
Микроскоп атомске силе и његова примена
Микроскоп атомске силе је микроскоп за скенирање сонде развијен на основу основног принципа скенирајућег тунелског микроскопа. Појава микроскопа атомске силе је несумњиво одиграла улогу у промовисању развоја нанотехнологије. Микроскоп са сондом за скенирање представљен микроскопом атомске силе је општи термин за серију микроскопа који користе малу сонду за скенирање површине узорка како би се обезбедило посматрање са великим увећањем. АФМ скенирање може пружити информације о стању површине различитих типова узорака. У поређењу са конвенционалним микроскопима, предност микроскопије атомске силе је у томе што може посматрати површину узорка са великим увећањем у атмосферским условима и може се користити за скоро све узорке (са одређеним захтевима за завршну обраду површине), без друге обраде припреме узорка, површине узорка може се добити 3Д слика . Такође може да изврши прорачун храпавости, дебљину, ширину корака, блок дијаграм или анализу величине честица на скенираној 3Д топографској слици.
АФМ може открити многе узорке и 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
Микроскоп атомске силе користи силу интеракције (атомску силу) између површине узорка за детекцију и маленог врха сонде за мерење топографије површине.
Врх сонде је на малој флексибилној конзоли, а када сонда додирне површину узорка, резултујућа интеракција се детектује у облику скретања конзоле. Растојање између површине узорка и сонде је мање од 3-4нм, а откривена 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 коришћењем угла отклона фотодетектора осетљивог на позицију. Затим се прикупљени подаци обрађују компјутерски како би се добила тродимензионална слика површине узорка.
Комплетна конзолна сонда се поставља на површину узорка који контролише пиезоелектрични скенер и скенира се у три смера са нивоом прецизности од 0.1нм или мање. Типично, померање конзоле контролисано повратном спрегом З-оса остаје константна док се детаљно скенирање (КСИ-оса) врши на површини узорка. Вредност З осе која је повратна спрега о одзиву скенирања се уноси у рачунар за обраду и добија се слика посматрања (3Д слика) површине узорка.
Друго, карактеристике микроскопа атомске силе
1. Могућности високе резолуције далеко превазилазе могућности скенирајућих електронских микроскопа (СЕМ) и оптичких мерача храпавости. Тродимензионални подаци о површини узорка испуњавају све микроскопске захтеве истраживања, производње и инспекције квалитета.
2. Недеструктивно, сила интеракције између сонде и површине узорка је мања од 10-8Н, што је много ниже од притиска претходног мерача храпавости игле, тако да неће оштетити узорак, и тамо није проблем оштећења електронског снопа скенирајућег електронског микроскопа. Поред тога, скенирајућа електронска микроскопија захтева премазивање непроводних узорака, док микроскопија атомске силе не.
3. Може се користити у широком спектру апликација, као што су посматрање површине, мерење величине, мерење храпавости површине, анализа величине честица, статистичка обрада избочина и јама, процена услова формирања филма, мерење корака величине заштитног слоја, евалуација равности међуслојних изолационих филмова, ВЦД Цоатинг евалуација, евалуација процеса третмана трењем оријентисаног филма, анализа дефеката итд.
4. Софтвер има снажне функције обраде, а његова тродимензионална величина приказа слике, угао гледања, боја екрана и сјај могу се слободно подесити. И може изабрати мрежу, контурну линију, линијски приказ. Макро управљање обрадом слике, анализа облика и храпавости попречног пресека, анализа топографије и друге функције.
