Prinsip kerja dan aplikasi mikroskop daya atom
Mikroskop daya atom adalah mikroskop probe pengimbasan yang dibangunkan berdasarkan prinsip asas pengimbasan mikroskop terowong. Kemunculan mikroskopi kekuatan atom tidak dapat dinafikan memainkan peranan memandu dalam pembangunan nanoteknologi. Mengimbas mikroskopi siasatan, yang diwakili oleh mikroskopi daya atom, adalah satu siri mikroskop yang menggunakan siasatan kecil untuk mengimbas permukaan sampel, memberikan pemerhatian pembesaran yang tinggi. Pengimbasan mikroskopi daya atom boleh memberikan maklumat keadaan permukaan pelbagai jenis sampel. Berbanding dengan mikroskop konvensional, kelebihan mikroskopi daya atom adalah bahawa ia dapat melihat permukaan sampel pada pembesaran yang tinggi di bawah keadaan atmosfera, dan boleh digunakan untuk hampir semua sampel (dengan keperluan tertentu untuk kelancaran permukaan), tanpa memerlukan rawatan penyediaan sampel yang lain, untuk mendapatkan imej morfologi dimensi tiga {4} Dan ia boleh melakukan pengiraan kekasaran, ketebalan, lebar langkah, gambarajah blok atau analisis saiz zarah pada imej morfologi dimensi tiga - yang diperolehi daripada pengimbasan.
Mikroskopi daya atom dapat mengesan banyak sampel, menyediakan data untuk penyelidikan permukaan dan kawalan pengeluaran atau pembangunan proses, yang tidak dapat disediakan oleh meter kekasaran permukaan konvensional dan mikroskop elektron.
1, Prinsip Asas
Mikroskopi daya atom menggunakan daya interaksi (daya atom) di antara permukaan sampel dan hujung probe halus untuk mengukur morfologi permukaan.
Hujung siasatan adalah pada cantilever fleksibel yang kecil, dan interaksi yang dihasilkan apabila siasatan menyentuh permukaan sampel dikesan dalam bentuk pesongan cantilever. Jarak di antara permukaan sampel dan siasatan adalah kurang daripada 3 - 4nm, dan daya yang dikesan di antara mereka adalah kurang daripada 10-8n. Cahaya dari diod laser difokuskan pada bahagian belakang cantilever. Apabila cantilever membongkok di bawah tindakan kekerasan, cahaya yang dicerminkan dibelokkan, dan photodetector sensitif kedudukan digunakan untuk memesongkan sudut. Kemudian, data yang dikumpulkan diproses oleh komputer untuk mendapatkan imej tiga dimensi permukaan sampel.
Siasatan cantilever lengkap diletakkan di permukaan sampel yang dikawal oleh pengimbas piezoelektrik dan diimbas dalam tiga arah dengan lebar langkah 0.1 nm atau kurang dalam ketepatan mendatar. Umumnya, apabila mengimbas permukaan sampel secara terperinci (paksi xy), paksi z - yang dikawal oleh maklum balas anjakan cantilever tetap tetap dan tidak berubah. Nilai paksi z - yang memberikan maklum balas mengenai tindak balas pengimbasan adalah input ke dalam komputer untuk diproses, menghasilkan imej pemerhatian (imej 3D) permukaan sampel.
