Vad är ett Atomic Force Microscope (AFM)?
Atomic Force Microscope (AFM) är en ny experimentell teknik för att observera den mikroskopiska yttopografin hos prover genom att utnyttja interaktionskrafterna mellan atomer och molekyler. Den är utrustad med en nanoskalasond fäst på en flexibelt styrbar mikroskala elastisk konsol. När sonden närmar sig provet, böjer växelverkanskraften mellan atomerna vid sondens spets och atomerna på provytan konsolen och förskjuter den från sin ursprungliga position. En tredimensionell bild rekonstrueras enligt sondens avböjnings- eller vibrationsfrekvens under skanning, så att provets ytmorfologi och atomsammansättning kan erhållas indirekt.
Den studerar ytstrukturen och egenskaperna hos material genom att detektera den extremt svaga interatomära kraften mellan provytan och ett kraftkänsligt miniatyrelement. Ena änden av en mikrocantilever, som är mycket känslig för små krafter, är fixerad, medan mikrospetsen i den andra änden närmar sig provet och interagerar med det. Interaktionskraften orsakar deformation eller en förändring i mikrocantileverns rörelsetillstånd.
Under provskanning upptäcker sensorer dessa förändringar för att erhålla fördelningen av interaktionskrafter, och därmed ytstrukturell information med nanoskalaupplösning. En AFM består huvudsakligen av en cantilever med en skarp spets, en fribärande rörelsedetektor, en återkopplingsslinga för rörelsekontroll, en piezoelektrisk keramisk skanner för provskanning och ett datorstyrt system för bildinsamling, visning och bearbetning. Microcantileverens rörelse kan detekteras med elektriska metoder såsom tunnelströmsdetektering eller optiska metoder inklusive strålavböjning och interferometri. När spetsen är tillräckligt nära provet och kortdistansavstötande krafter existerar mellan dem, möjliggör detektering av denna repulsion ytavbildning med atomupplösning; upplösningen är i allmänhet på nanometernivå. AFM-mätning ställer inga speciella krav på prover och kan appliceras på fasta ytor, adsorberade system med mera.
