تست AFM و مطالعات موردی
میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) از میکروکنتیلر برای تشخیص و تقویت نیروهای بین اتمهای کاوشگر هدف روی کنسول استفاده میکند و به تشخیص با وضوح سطح اتمی دست مییابد. میکروسکوپ نیروی اتمی یک ابزار تحلیلی است که میتواند برای مطالعه ساختار سطحی مواد جامد از جمله عایقها، برای بررسی ساختار سطحی و خواص مواد و به دست آوردن اطلاعات ساختار سطح در وضوح نانو استفاده شود.
جزء کلیدی میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) یک ریز کنسول با یک کاوشگر نوک تیز بر روی سر آن برای اسکن سطح نمونه است. این نوع کنسول دارای اندازه های بین ده تا صدها میکرومتر است و معمولاً از سیلیکون یا نیترید سیلیکون تشکیل شده است. دارای یک کاوشگر در بالا است و شعاع انحنای نوک پروب در محدوده نانومتری است. هنگام اسکن در ارتفاع ثابت، کاوشگر احتمالا با سطح برخورد کرده و باعث آسیب می شود. بنابراین معمولاً از طریق سیستم های بازخورد حفظ می شود.
اصل اساسی: استفاده از پروب های کوچک برای "کاوش" سطح نمونه برای به دست آوردن اطلاعات
میکروسکوپ نیروی اتمی از رابطه بین نیروهای اتمی بین پروب و نمونه برای تعیین مورفولوژی سطح نمونه استفاده می کند. در میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، یک سر یک میکروکنتیور ثابت است و سر دیگر آن دارای نوک سوزنی کوچک است. طول ریزکنتیلور معمولاً بین چند میکرومتر تا چند ده میکرومتر و قطر نوک سوزن معمولاً بین چند نانومتر تا چند ده نانومتر است. هنگامی که AFM کار می کند، نوک سوزن به آرامی با سطح نمونه تماس می گیرد و نیروی برهمکنش بین نوک و نمونه می تواند باعث تغییر شکل یا لرزش ریزکنتیله شود. این نیروی فعل و انفعال می تواند نیروی واندروالس، نیروی الکترواستاتیک، نیروی مغناطیسی و غیره باشد. با تشخیص تغییر شکل یا ارتعاش ریزکنتیلور، می توان مورفولوژی و خواص فیزیکی سطح نمونه را استنباط کرد.
AFM کاربردهای گسترده ای دارد و می توان از آن برای مطالعه مورفولوژی سطح و خواص فیزیکی مواد و نمونه های مختلف مانند فلزات، نیمه هادی ها، سرامیک ها، پلیمرها، بیومولکول ها و غیره استفاده کرد و علاوه بر این از AFM می توان برای دستکاری نانو مانند ساخت نانو، مونتاژ نانو و ... نیز استفاده کرد.
