Prinsip kerja mikroskopi daya atom dan aplikasinya
Mikroskop daya atom ialah mikroskop probe pengimbasan yang dibangunkan berdasarkan prinsip asas mikroskop pengimbasan terowong. Kemunculan mikroskopi daya atom sudah pasti memainkan peranan penting dalam pembangunan nanoteknologi. Mikroskopi probe mengimbas, diwakili oleh mikroskopi daya atom, ialah istilah umum untuk siri mikroskop yang menggunakan probe kecil untuk mengimbas permukaan sampel, sekali gus memberikan pemerhatian pembesaran tinggi. Imbasan AFM memberikan maklumat tentang keadaan permukaan pelbagai jenis sampel. Berbanding dengan mikroskop konvensional, kelebihan AFM ialah ia boleh digunakan untuk memerhati permukaan sampel pada pembesaran tinggi di bawah keadaan atmosfera, dan boleh digunakan untuk hampir semua sampel (dengan keperluan tertentu untuk kemasan permukaan) tanpa memerlukan sebarang penyediaan sampel lain untuk mendapatkan imej topografi tiga dimensi permukaan sampel. Imej 3D yang diimbas boleh digunakan untuk pengiraan kekasaran, ketebalan, lebar langkah, plot kotak atau analisis butiran.
Mikroskopi daya atom boleh memeriksa banyak sampel, menyediakan data untuk kajian permukaan dan kawalan pengeluaran atau pembangunan proses yang tidak dapat diberikan oleh pengimbasan meter kekasaran permukaan dan mikroskop elektron konvensional.
Prinsip asas
Mikroskopi daya atom menggunakan daya interaksi (daya atom) antara permukaan sampel ujian dan hujung probe halus untuk mengukur topografi permukaan.
Hujung probe berada pada julur bremsstrahlung kecil, dan apabila probe menyentuh permukaan sampel, interaksi yang terhasil dikesan dalam bentuk pesongan julur. Jarak antara permukaan sampel dan probe adalah kurang daripada 3-4 nm, dan daya yang dikesan di antara mereka, kurang daripada 10-8 N. Cahaya daripada diod laser difokuskan pada bahagian belakang julur. Apabila cantilever membengkok di bawah daya, cahaya yang dipantulkan dipesongkan, menggunakan sudut pesongan fotopengesan sensitif bit. Data yang dikumpul kemudiannya diproses oleh komputer untuk mendapatkan imej tiga dimensi permukaan sampel.
Kuar julur lengkap, diletakkan pada permukaan sampel di bawah kawalan pengimbas piezoelektrik, diimbas dalam tiga arah dalam langkah 0.1 nm atau kurang pada tahap ketepatan. Secara amnya, anjakan julur dikekalkan tetap di bawah tindakan paksi-Z kawalan maklum balas kerana permukaan sampel disapu secara terperinci (paksi-XY). Sebagai tindak balas kepada pengimbasan adalah maklum balas nilai paksi-Z dimasukkan ke dalam pemprosesan komputer, menghasilkan pemerhatian imej permukaan sampel (imej 3D).
Ciri-ciri Mikroskop Daya Atom
1. Keupayaan resolusi tinggi jauh melebihi mikroskop elektron pengimbasan (SEM), serta instrumen kekasaran optik. Data tiga dimensi pada permukaan sampel untuk memenuhi keperluan penyelidikan, pengeluaran, pemeriksaan kualiti lebih dan lebih mikroskopik.
2. Daya interaksi permukaan tidak merosakkan, kuar dan sampel sebanyak 10-8N atau kurang, jauh lebih rendah daripada tekanan instrumen kekasaran stylus sebelumnya, jadi tidak akan ada kerosakan pada sampel, tiada pancaran elektron mikroskop elektron pengimbasan kerosakan. Di samping itu, mikroskop elektron pengimbasan memerlukan sampel bukan konduktif untuk disalut, manakala mikroskop daya atom tidak diperlukan.
3. Pelbagai aplikasi, boleh digunakan untuk pemerhatian permukaan, penentuan saiz, penentuan kekasaran permukaan, analisis butiran, protrusions dan lubang pemprosesan statistik, penilaian keadaan pembentukan filem, saiz lapisan pelindung penentuan langkah, penilaian kebosanan filem penebat interlayer, penilaian salutan VCD, penilaian rawatan geseran proses filem berarah, analisis kecacatan.
4. Fungsi pemprosesan perisian yang kuat, imej tiga dimensi memaparkan saiznya, sudut tontonan, warna paparan, gloss boleh ditetapkan secara bebas. Dan boleh memilih rangkaian, kontur, paparan garis. Pengurusan makro pemprosesan imej, bentuk bahagian dan analisis kekasaran, analisis morfologi dan fungsi lain.
