AFM-testaus ja tapaustutkimukset
Atomic force microscope (AFM) käyttää mikrouloketta havaitsemaan ja vahvistamaan ulokkeessa olevan kohdesondin atomien välisiä voimia, jolloin havaitaan atomitason resoluutiolla. Atomivoimamikroskooppi on analyyttinen instrumentti, jolla voidaan tutkia kiinteiden materiaalien pintarakennetta, mukaan lukien eristeet, tutkia aineiden pintarakennetta ja ominaisuuksia sekä saada pintarakenneinformaatiota nanomittakaavan resoluutiolla.
Atomivoimamikroskopian (AFM) avainkomponentti on mikrouloke, jonka päässä on terävä mittapää näytteen pinnan skannaamiseksi. Tämän tyyppisten ulokkeiden koko vaihtelee kymmenestä satoihin mikrometreihin ja se koostuu yleensä piistä tai piinitridistä. Sen päällä on anturi, ja anturin kärjen kaarevuussäde on nanometrin alueella. Vakiokorkeudella skannattaessa anturi todennäköisesti törmää pintaan ja aiheuttaa vahinkoa. Joten sitä ylläpidetään yleensä palautejärjestelmien kautta.
Perusperiaate: Pienten koettimien käyttäminen näytteen pinnan "tutkimiseen" tiedon saamiseksi
Atomivoimamikroskopia käyttää koettimen ja näytteen välisten atomivoimien välistä suhdetta näytteen pinnan morfologian määrittämiseen. Atomivoimamikroskopiassa (AFM) mikroulokkeen toinen pää on kiinteä ja toisessa päässä on pieni neulan kärki. Mikroulokkeen pituus on yleensä muutamasta mikrometristä useisiin kymmeniin mikrometreihin ja neulan kärjen halkaisija on yleensä muutamasta nanometristä useisiin kymmeniin nanometriin. Kun AFM toimii, neulan kärki koskettaa kevyesti näytteen pintaa ja kärjen ja näytteen välinen vuorovaikutusvoima voi aiheuttaa mikroulokkeen muodonmuutoksia tai tärinää. Tämä vuorovaikutusvoima voi olla van der Waalsin voima, sähköstaattinen voima, magneettinen voima jne. Havaitsemalla mikroulokkeen muodonmuutos tai värähtely voidaan päätellä näytepinnan morfologia ja fysikaaliset ominaisuudet.
AFM:llä on laaja valikoima sovelluksia ja sillä voidaan tutkia erilaisten materiaalien ja näytteiden pintamorfologiaa ja fysikaalisia ominaisuuksia, kuten metallit, puolijohteet, keramiikka, polymeerit, biomolekyylit jne. Lisäksi AFM:ää voidaan käyttää myös nanomanipulaatioihin, kuten nanovalmistukseen, nanokokoonpanoon jne.
