Co je mikroskop atomové síly (AFM)?

Mikroskop atomové síly (AFM) je extrémně přesný mikroskop, který zobrazuje vzorek rychlým pohybem sondy s nanometrovou špičkou přes její povrch.To je zcela odlišné od optického mikroskopu, který používá odražené světlo k zobrazení vzorku.Sonda AFM nabízí mnohem vyšší stupeň rozlišení než optický mikroskop, protože velikost sondy je mnohem menší než nejlepší vlnová délka viditelného světla.V ultra vysokém vakuu může mikroskop atomové síly představit jednotlivé atomy.Jeho extrémně schopnosti s vysokým rozlišením učinily AFM populární u vědců pracujících v oblasti nanotechnologie.Mikroskop atomové síly Sonda buď naváže přímý kontakt s povrchem nebo měří počáteční chemická vazba mezi sondou a vzorkem.

AFM používá konzol mikroskopické s sondou, jejíž velikost je měřena v nanometrech.AFM pracuje v jednom ze dvou režimů: kontaktní (statický) režim a dynamický (oscilační) režim.Ve statickém režimu je sonda udržována v klidu, zatímco v dynamickém režimu osciluje.Když se AFM přiblíží nebo kontaktuje povrch, konzola se vychýlí.Na vrcholu konzoly je obvykle zrcadlo, které odráží laser.Laser se odráží na fotodiodu, která přesně měří jeho vychýlení.Když se změní oscilace nebo poloha špičky AFM, je zaregistrována ve fotodiodě a je vytvořen obrázek.Někdy se používají exotičtější alternativy, jako je optická interferometrie, kapacitní snímání nebo piezorezistické (elektromechanické) špičky sondy.

Pod mikroskopem atomové síly vypadají jednotlivé atomy jako chmurné bloby v matrici.Chcete-li zajistit tento stupeň rozlišení, vyžaduje ultra vysoký vakuový prostředí a velmi tuhý konzol, který zabraňuje jeho držení na povrch v blízkém dosahu.Nevýhodou ztuhlé konzoly je, že pro měření stupně výchylky vyžaduje přesnější senzory.Lze použít v prostředí kapaliny nebo plynu, zatímco STM musí pracovat ve vysokém vakuu.To umožňuje zobrazování mokrých vzorků, zejména biologické tkáně.Při použití v ultra vysokém vakuu a s tuhým konzorem má mikroskop atomové síly podobné rozlišení jako STM.