Τι είναι ένα μικροσκόπιο ατομικής δύναμης (AFM);

Ένα μικροσκόπιο ατομικής δύναμης (AFM) είναι ένα εξαιρετικά ακριβές μικροσκόπιο που απεικονίζει ένα δείγμα μετακινώντας γρήγορα έναν ανιχνευτή με άκρη μεγέθους νανομέτρου στην επιφάνεια του.Αυτό είναι αρκετά διαφορετικό από ένα οπτικό μικροσκόπιο που χρησιμοποιεί ανακλώμενο φως για να απεικονίσει ένα δείγμα.Ένας ανιχνευτής AFM προσφέρει πολύ υψηλότερο βαθμό ανάλυσης από ένα οπτικό μικροσκόπιο, επειδή το μέγεθος του ανιχνευτή είναι πολύ μικρότερο από το καλύτερο μήκος κύματος του ορατού φωτός.Σε ένα εξαιρετικά υψηλό κενό, ένα μικροσκόπιο ατομικής δύναμης μπορεί να απεικονίσει μεμονωμένα άτομα.Οι εξαιρετικά υψηλές δυνατότητες της ανάλυσης έχουν καταστήσει το AFM δημοφιλές στους ερευνητές που εργάζονται στον τομέα της νανοτεχνολογίας.Μικροσκόπιο ατομικής δύναμης Ο ανιχνευτής είτε κάνει άμεση επαφή με την επιφάνεια είτε μετρά την αρχική χημική σύνδεση μεταξύ ανιχνευτή και δείγματος.

Το AFM χρησιμοποιεί ένα πρόβολο μικροσφαιριδίων με άκρη του καθετήρα του οποίου το μέγεθος μετράται σε νανομετρικά.Ένα AFM λειτουργεί σε έναν από τους δύο τρόπους: λειτουργία επαφής (στατική) και δυναμική (ταλαντευόμενη) λειτουργία.Σε στατική λειτουργία, ο ανιχνευτής διατηρείται ακίνητος, ενώ σε δυναμική λειτουργία ταλαντεύεται.Όταν το AFM έρχεται κοντά ή έρχεται σε επαφή με την επιφάνεια, το πρόβολο εκτρέπεται.Συνήθως, πάνω από το πρόβολο είναι ένας καθρέφτης που αντικατοπτρίζει ένα λέιζερ.Το λέιζερ αντανακλά σε μια φωτοδίοδο, η οποία μετράει ακριβώς την εκτροπή του.Όταν αλλάζει η ταλάντωση ή η θέση του άκρου AFM, καταχωρείται στη φωτοδίοδο και δημιουργείται μια εικόνα.Μερικές φορές χρησιμοποιούνται πιο εξωτικές εναλλακτικές λύσεις, όπως η οπτική συμβολομετρία, η χωρητική ανίχνευση ή οι πιεζοηλεκτρικές (ηλεκτρομηχανικές) συμβουλές ανιχνευτή.Η παροχή αυτού του βαθμού ανάλυσης απαιτεί ένα εξαιρετικά υψηλό περιβάλλον κενού και ένα πολύ σκληρό πρόβολο, το οποίο εμποδίζει να κολλήσει στην επιφάνεια σε κοντινή απόσταση.Το μειονέκτημα ενός σκληρού προβόλου είναι ότι απαιτεί πιο ακριβείς αισθητήρες για να μετρηθεί ο βαθμός εκτροπής.Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περιβάλλον υγρού ή αερίου περιβάλλοντος, ενώ ένα STM πρέπει να λειτουργεί σε υψηλό κενό.Αυτό επιτρέπει την απεικόνιση υγρών δειγμάτων, ειδικά βιολογικού ιστού.Όταν χρησιμοποιείται σε εξαιρετικά υψηλό κενό και με σκληρό πρόβολο, ένα μικροσκόπιο ατομικής δύναμης έχει παρόμοια ανάλυση σε ένα STM.