Prinċipju ta 'ħidma u applikazzjoni tal-mikroskopju tal-forza atomika
Mikroskopju tal-forza atomika u l-applikazzjoni tiegħu
Il-mikroskopju tal-forza atomika huwa mikroskopju tal-iskannjar tas-sonda żviluppat mill-prinċipju bażiku tal-mikroskopju tal-iskannjar tal-mini. L-emerġenza tal-mikroskopju tal-forza atomika bla dubju kellha rwol fil-promozzjoni tal-iżvilupp tan-nanoteknoloġija. Il-mikroskopju tas-sonda tal-iskannjar rappreżentat mill-mikroskopju tal-forza atomika huwa terminu ġenerali għal serje ta 'mikroskopji li jużaw sonda żgħira biex tiskennja fuq il-wiċċ tal-kampjun biex tipprovdi osservazzjoni ta' ingrandiment għoli. L-iskannjar AFM 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-finitura tal-wiċċ), mingħajr ipproċessar ieħor ta' preparazzjoni tal-kampjun, il- wiċċ tal-kampjun jista 'jinkiseb immaġni 3D tal-. Jista 'wkoll iwettaq kalkolu tal-ħruxija, ħxuna, wisa' tal-pass, dijagramma tal-blokki jew analiżi tad-daqs tal-partiċelli fuq l-immaġni tat-topografija 3D skanjata.
AFM jista 'jsib ħafna kampjuni u jipprovdi dejta għar-riċerka tal-wiċċ u l-kontroll tal-produzzjoni jew l-iżvilupp tal-proċess, li ma jistgħux jiġu pprovduti minn miters tal-ħruxija tal-wiċċ tal-iskannjar konvenzjonali u mikroskopji elettroniċi.
1. Prinċipji bażiċi
Il-mikroskopju tal-forza atomika juża l-forza ta 'interazzjoni (forza atomika) bejn il-wiċċ tal-kampjun ta' skoperta u t-tarf tas-sonda ċkejkna biex ikejjel it-topografija tal-wiċċ.
Il-ponta tas-sonda hija fuq cantilever żgħir flessibbli, u meta s-sonda tmiss il-wiċċ tal-kampjun, l-interazzjoni li tirriżulta hija skoperta fil-forma ta 'diflessjoni tal-cantilever. Id-distanza bejn il-wiċċ tal-kampjun u s-sonda hija inqas minn 3-4nm, u l-forza misjuba bejniethom hija inqas minn 10-8N. Id-dawl minn dajowd tal-lejżer huwa ffokat fuq in-naħa ta 'wara tal-cantilever. Meta l-cantilever jitgħawweġ taħt il-forza, id-dawl rifless jiġi devjat bl-użu ta 'angolu ta' deflessjoni ta 'fotodetector sensittiv għall-pożizzjoni. Imbagħad id-dejta miġbura tiġi pproċessata bil-kompjuter biex tinkiseb immaġni tridimensjonali tal-wiċċ tal-kampjun.
Is-sonda tal-cantilever kompluta titqiegħed fuq il-wiċċ tal-kampjun ikkontrollat mill-iskaner pjeżoelettriku u skennjata fi tliet direzzjonijiet b'livell ta 'preċiżjoni ta' 0.1nm jew inqas. Tipikament, l-assi Z ikkontrollat mill-feedback ta 'spostament tal-cantilever jibqa' kostanti waqt li jsir skanjar dettaljat (assi XY) fuq il-wiċċ tal-kampjun. Il-valur tal-assi Z li huwa l-feedback tar-rispons tal-iskanjar jiddaħħal fil-kompjuter għall-ipproċessar, u tinkiseb l-immaġni ta 'osservazzjoni (immaġni 3D) tal-wiċċ tal-kampjun.
It-tieni, il-karatteristiċi tal-mikroskopju tal-forza atomika
1. Il-kapaċitajiet ta 'riżoluzzjoni għolja jaqbżu ħafna dawk ta' mikroskopji elettroniċi tal-iskannjar (SEM), u miters tal-ħruxija ottika. Id-dejta tridimensjonali tal-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 inqas minn 10-8N, li hija ħafna aktar baxxa mill-pressjoni tal-miter tal-ħruxija tal-istilus ta' qabel, għalhekk mhux se tagħmel ħsara lill-kampjun, u hemm m'hemm l-ebda problema ta 'ħsara tar-raġġ tal-elettroni tal-mikroskopju elettroniku tal-iskannjar. Barra minn hekk, il-mikroskopija elettronika tal-iskannjar teħtieġ kisi ta 'kampjuni mhux konduttivi, filwaqt li l-mikroskopija tal-forza atomika le.
3. Jista 'jintuża f'firxa wiesgħa ta' applikazzjonijiet, bħal osservazzjoni tal-wiċċ, kejl tad-daqs, kejl tal-ħruxija tal-wiċċ, analiżi tad-daqs tal-partiċelli, ipproċessar statistiku ta 'sporġenza u fosos, evalwazzjoni tal-kundizzjonijiet tal-iffurmar tal-film, kejl ta' passi ta 'daqs ta' saff protettiv, evalwazzjoni ta 'flatness ta' films iżolanti ta 'saff ta' bejn is-saffi, evalwazzjoni tal-Kisi VCD, evalwazzjoni tal-proċess ta 'trattament ta' frizzjoni ta 'film orjentat, analiżi tad-difetti, eċċ.
4. Is-softwer għandu funzjonijiet ta 'proċessar b'saħħithom, u d-daqs tal-wiri ta' l-immaġni tridimensjonali tiegħu, l-angolu tal-vista, il-kulur tal-wiri, u t-tleqqija jistgħu jiġu stabbiliti liberament. U tista 'tagħżel netwerk, linja tal-kontorn, wiri tal-linja. Ġestjoni makro tal-ipproċessar tal-immaġni, analiżi tal-forma u tal-ħruxija trasversali, analiżi tat-topografija u funzjonijiet oħra.
