Сканирующий атомно-силовой микроскоп
Материал из m-protect.ru
Текущая версия (21:12, 9 февраля 2009) (просмотреть исходный код) м |
|||
Строка 14: | Строка 14: | ||
* Создание системы развёртки с шагом в доли ангстрема. | * Создание системы развёртки с шагом в доли ангстрема. | ||
* Обеспечение плавного сближения иглы с поверхностью. | * Обеспечение плавного сближения иглы с поверхностью. | ||
+ | |||
+ | ==См. также== | ||
+ | * [[Сканирующий туннельный микроскоп]] | ||
+ | * [[Сканирующая зондовая микроскопия]] | ||
Текущая версия
Атомно-силовой микроскоп (англ. AFM - atomic force microscope) — сканирующий зондовый микроскоп высокого разрешения, основанный на взаимодействии иглы кантилевера (зонда) с поверхностью исследуемого образца. Обычно под взаимодействием понимается притяжение или отталкивание кантилевера от поверхности из-за сил Ван-дер Ваальса. Но при использовании специальных кантилеверов можно изучать электрические и магнитные свойства поверхности. В отличие от сканирующего туннельного микроскопа (СТМ), может исследовать как проводящие, так и непроводящие поверхности даже через слой жидкости, что позволяет работать с органическими молекулами (ДНК). Пространственное разрешение атомно-силового микроскопа зависит от размера кантилевера и кривизны его острия. Разрешение достигает атомарного по горизонтали и существенно превышает его по вертикали.
Атомно-силовой микроскоп был изобретён в 1986 году Гердом Биннигом и Кристофом Гербером в США. Атомно-силовой микроскоп применяется для снятия профиля поверхности и для изменения её рельефа, а также для манипулирования микроскопическими объектами на поверхности.
Принцип работы
Атомно-силовой микроскоп (АСМ) представляет собой систему образец + игла. На малых расстояниях между двумя атомами, один на подложке, другой на острие, при расстоянии около одного ангстрема действуют силы отталкивания, а на больших — силы притяжения. Величина этого усилия экспоненциально зависит от расстояния образец-игла. Отклонения зонда при действии близко расположенных атомов регистрируются при помощи измерителя наноперемещений, в частности используют оптические, ёмкостные или туннельные сенсоры. Добавив к этой системе устройство развёртки по осям X и Y, получают сканирующий АСМ.Основные технические сложности при создании микроскопа:
- Создание иглы, заострённой действительно до атомных размеров.
- Обеспечение механической (в том числе тепловой и вибрационной) стабильности на уровне лучше 0,1 ангстрема.
- Создание детектора, способного надёжно фиксировать столь малые перемещения.
- Создание системы развёртки с шагом в доли ангстрема.
- Обеспечение плавного сближения иглы с поверхностью.