میکروسکوپ های نیروی اتمی afm
تاریخچه:
میکروسکوپ نیروی اتمی (Atomic Force Microscope) یا میکروسکوپ نیروی پویشی در سال ۱۹۸۶ توسط کوئِیْت، بنینگ و گربراختراع شد.
مانند تمام میکروسکوپ‌های پراب پویشی دیگر، AFM از یک پراب (probe) تیز که بر روی سطح نمونه تحت بررسی حرکت می‌کند، استفاده می‌کند.
در مورد م.ن.ا، نوکی بر روی کانتی‌لیور (اهرم) وجود دارد که در اثر نیروی بین نمونه و نوک خم می‌شود. با خم شدن کانتی‌لیور، انعکاس نور لیزر بر روی آشکارسازنوری جابجا می‌شود. بدین ترتیب می‌توان جابجایی نوک کانتی‌لیور را اندازه‌گیری کرد. از آنجایی که کانتی‌لیور در جابجایی‌های کوچک از قانون هوک پیروی می‌کند، از روی جابجایی کانتی‌لیور می‌توان نیروی برهم‌کنش بین نوک و سطح نمونه را بدست آورد. و از روی نیروی بین اتم‌های سطح نمونه و پراب، می‌توان فاصلهٔ بین نوک و سطح نمونه، یا همان ارتفاع آن قسمت از نمونه را بدست آورد.
حرکت پراب بر روی نمونه توسط دستگاه موقعیت‌یاب بسیار دقیقی انجام می‌شود که از سرامیک‌های پیزوالکتریک ساخته می‌شود. این پویشگر توانایی حرکت در مقیاس زیر آنگستروم را دارد.
میکروسکوپ های نیروی اتمی (AFM)، دسته گسترده ای از تجهیزات شناسایی در مقیاس نانو با عنوان میکروسکوپ های نیرویی را به خود اختصاص داده اند. امروزه دستگاههای تجاری متفاوتی با مبانی مشابه و حالات کاری مختلف عرضه شده اند که از نظر دقت و کیفیت تصاویر با یکدیگر تفاوت دارند. در این مقاله ضمن معرفی میکروسکوپ نیروی اتمی و نحوه عملکرد آن ، مدهای کاری مختلف و مزایا و معایب هرکدام مورد بررسی قرار می گیرد.
فهرست مطالب:
تاریخچه
مقدمه
دامنه کاربرد میکروسکوپ نیروی اتمی
سیستم دستگاهی میکروسکوپ روبشی نیروی اتمی
آشکارسازی موقعیت کانتیلور
حالات کاری میکروسکوپ روبشی نیروی اتمی
حالت استاتیکی
حالت ارتفاع ثابت
حالت نیروی ثابت
انواع نیروهای موجود در عملیات روبش
حالت دینامیکی
مزایا و معایب حالات استاتیکی و دینامیکی
نتیجه گیری
منابع