AFM-test og casestudier
Atomic force microscope (AFM) bruger mikrocantilever til at registrere og forstærke kræfterne mellem atomerne i målsonden på cantileveren, hvilket opnår detektion med atomniveauopløsning. Atomic force mikroskop er et analytisk instrument, der kan bruges til at studere overfladestrukturen af faste materialer, herunder isolatorer, til at undersøge overfladestrukturen og egenskaberne af stoffer og opnå overfladestrukturinformation i nanoskala opløsning.
Nøglekomponenten i atomkraftmikroskopi (AFM) er en mikrocantilever med en spids sonde på hovedet til scanning af prøvens overflade. Denne type cantilever har en størrelse, der spænder fra ti til hundredvis af mikrometer og er normalt sammensat af silicium eller siliciumnitrid. Den har en sonde på toppen, og sondespidsens krumningsradius er i nanometerområdet. Når der scannes i konstant højde, er det sandsynligt, at sonden kolliderer med overfladen og forårsager skade. Så det vedligeholdes normalt gennem feedback-systemer.
Grundprincip: Brug af små prober til at "udforske" overfladen af prøven for at få information
Atomkraftmikroskopi bruger forholdet mellem atomkræfterne mellem sonden og prøven til at bestemme prøvens overflademorfologi. I atomkraftmikroskopi (AFM) er den ene ende af en mikrocantilever fastgjort, og den anden ende har en lille nålespids. Længden af mikrocantileveren er sædvanligvis mellem et par mikrometer og flere tiere af mikrometer, og diameteren af nålespidsen er sædvanligvis mellem et par nanometer og adskillige tiere af nanometer. Når AFM arbejder, kommer spidsen af nålen let i kontakt med overfladen af prøven, og interaktionskraften mellem spidsen og prøven kan forårsage deformation eller vibration af mikrocantileveren. Denne vekselvirkningskraft kan være van der Waals-kraft, elektrostatisk kraft, magnetisk kraft osv. Ved at detektere deformationen eller vibrationen af mikrocantileveren kan morfologien og de fysiske egenskaber af prøveoverfladen udledes.
AFM har en bred vifte af applikationer og kan bruges til at studere overflademorfologien og fysiske egenskaber af forskellige materialer og prøver, såsom metaller, halvledere, keramik, polymerer, biomolekyler osv. Derudover kan AFM også bruges til nanomanipulation, såsom nanofabrikation, nanomontering mv.
