Il-prinċipju tax-xogħol u l-applikazzjoni tal-mikroskopija tal-forza atomika
Il-mikroskopija tal-forza atomika hija mikroskopju tas-sonda tal-iskannjar żviluppat ibbażat fuq il-prinċipju bażiku tal-mikroskopija tal-iskannjar tal-mini. L-emerġenza tal-mikroskopija tal-forza atomika bla dubju kellha rwol ta 'sewqan fl-iżvilupp tan-nanoteknoloġija. Il-mikroskopija tas-sonda tal-iskannjar, rappreżentata minn mikroskopija tal-forza atomika, hija serje ta 'mikroskopji li jużaw sonda żgħira biex tiskennja l-wiċċ ta' kampjun, li tipprovdi osservazzjoni ta 'ingrandiment għoli. L-iskannjar tal-mikroskopija tal-forza atomika jista 'jipprovdi informazzjoni dwar l-istat tal-wiċċ ta' diversi tipi ta 'kampjuni. Meta mqabbel ma 'mikroskopji konvenzjonali, il-vantaġġ tal-mikroskopija tal-forza atomika huwa li jista' josserva l-wiċċ tal-kampjun f'ingrandiment għoli taħt kundizzjonijiet atmosferiċi, u jista 'jintuża għal kważi l-kampjuni kollha (b'ċerti rekwiżiti għall-intoppi tal-wiċċ), mingħajr il-ħtieġa għal oħrajn. proċessi ta 'preparazzjoni tal-kampjun, biex tinkiseb immaġni tal-morfoloġija tridimensjonali tal-wiċċ tal-kampjun. U jista 'jwettaq kalkolu tal-ħruxija, ħxuna, wisa' tal-pass, dijagramma tal-blokki, jew analiżi tad-daqs tal-partiċelli fuq l-immaġini tal-morfoloġija 3D miksuba mill-iskannjar.
Il-mikroskopija tal-forza atomika tista 'tiskopri ħafna kampjuni u tipprovdi data għal riċerka tal-wiċċ, kontroll tal-produzzjoni, jew żvilupp tal-proċess, li miters tal-ħruxija tal-wiċċ tal-iskannjar konvenzjonali u mikroskopji elettroniċi ma jistgħux jipprovdu.
Prinċipji Bażiċi
Il-mikroskopija tal-forza atomika tuża l-forza ta 'interazzjoni (forza atomika) bejn il-wiċċ ta' kampjun u l-ponta ta 'sonda fina biex tkejjel il-morfoloġija tal-wiċċ.
Il-ponta tas-sonda hija fuq cantilever żgħir, u l-interazzjoni ġġenerata meta s-sonda tikkuntattja l-wiċċ tal-kampjun tinstab fil-forma ta 'diflessjoni tal-cantilever. Id-distanza bejn il-wiċċ tal-kampjun u s-sonda hija inqas minn 3-4 nm, u l-forza misjuba bejniethom hija inqas minn 10-8 N. Id-dawl mid-dijodu tal-lejżer huwa ffukat fuq in-naħa ta 'wara tal-cantilever. Meta l-cantilever jitgħawweġ taħt l-azzjoni tal-forza, id-dawl rifless jiddevja, u photodetector sensittiv għall-pożizzjoni jintuża biex jiskopri l-angolu tad-deflessjoni. Imbagħad, id-dejta miġbura tiġi pproċessata minn kompjuter biex tinkiseb immaġni tridimensjonali tal-wiċċ tal-kampjun.
Sonda cantilever kompluta titqiegħed fuq il-wiċċ tal-kampjun ikkontrollat minn skaner pjeżoelettriku u skanjata fi tliet direzzjonijiet b'wisa 'pass ta' 0.1 nm jew inqas fl-eżattezza. Ġeneralment, meta tiskennja l-wiċċ tal-kampjun fid-dettall (assi XY), l-assi Z ikkontrollat mill-feedback tal-ispostament tal-cantilever jinżamm fiss u mhux mibdul. Il-valuri tal-assi Z, li huma feedback għar-rispons tal-iskannjar, jiddaħħlu fil-kompjuter għall-ipproċessar, li jirriżulta f'immaġni osservata (immaġni 3D) tal-wiċċ tal-kampjun.
Il-karatteristiċi tal-mikroskopija tal-forza atomika
1. Il-kapaċità ta 'riżoluzzjoni għolja taqbeż ħafna dik tal-mikroskopija elettronika tal-iskannjar (SEM) u miters tal-ħruxija ottika. Id-dejta tridimensjonali fuq il-wiċċ tal-kampjun tissodisfa r-rekwiżiti dejjem aktar mikroskopiċi ta 'riċerka, produzzjoni u spezzjoni ta' kwalità.
2. Mhux distruttiv, il-forza ta 'interazzjoni bejn is-sonda u l-wiċċ tal-kampjun hija taħt 10-8N, li hija ħafna inqas mill-pressjoni ta' miters tradizzjonali tal-ħruxija tal-istilus. Għalhekk, mhux se jagħmel ħsara lill-kampjun u m'hemm l-ebda problema ta 'ħsara tar-raġġ tal-elettroni fil-mikroskopija elettronika tal-iskannjar. Barra minn hekk, il-mikroskopija elettronika tal-iskannjar teħtieġ trattament ta 'kisi fuq kampjuni mhux konduttivi, filwaqt li l-mikroskopija tal-forza atomika ma teħtieġx dan.
3. Għandu firxa wiesgħa ta 'applikazzjonijiet u jista' jintuża għall-osservazzjoni tal-wiċċ, kejl tad-daqs, kejl tal-ħruxija tal-wiċċ, analiżi tad-daqs tal-partiċelli, ipproċessar statistiku ta 'sporġenzi u fosos, evalwazzjoni tal-kundizzjoni tal-formazzjoni tal-film, kejl tal-pass tad-daqs ta' saffi protettivi, evalwazzjoni tal-flatness ta ' Films ta 'insulazzjoni ta' bejn is-saffi, valutazzjoni tal-kisi VCD, evalwazzjoni tal-proċess ta 'trattament ta' frizzjoni ta 'films orjentati, analiżi tad-difetti, eċċ.
4. Is-softwer għandu kapaċitajiet ta 'proċessar qawwija, u l-wiri tal-immaġni 3D tiegħu jista' jistabbilixxi liberament id-daqs, il-perspettiva, il-kulur tal-wiri u t-tleqqija tiegħu. U netwerk, linji tal-kontorn, u wirjiet tal-linja jistgħu jintgħażlu. Ġestjoni makro fl-ipproċessar tal-immaġini, analiżi tal-forma u l-ħruxija tas-sezzjoni trasversali, analiżi tal-morfoloġija, u funzjonijiet oħra.
