Vienkāršota atomu spēka mikroskopijas priekšrocību un trūkumu analīze
Atomu spēka mikroskops ir mikroskops, kas izmanto mikrokonsoli, lai uztvertu un pastiprinātu spēku starp aso zondi uz konsoles un pārbaudāmā parauga atomiem, lai sasniegtu noteikšanas mērķi ar atomu līmeņa izšķirtspēju. Tā kā atomu spēka mikroskops var novērot gan vadītājus, gan nevadītājus, tas kompensē skenēšanas tunelēšanas mikroskopu trūkumus. Atomu spēka mikroskopu 1985. gadā izgudroja Gerds Binnings no IBM Cīrihes pētniecības centra un Calvin Quate no Stenfordas universitātes. Tā mērķis ir padarīt nevadītājus līdzīgus skenējošās zondes mikroskopu (SPM) novērošanas metodei. Lielākā atšķirība starp atomu spēka mikroskopu (AFM) un skenējošo tunelēšanas mikroskopu (STM) ir tā, ka tas neizmanto elektronu tunelēšanas efektu, bet nosaka kontaktu starp atomiem, atomu saiti, van der Vālsa spēku vai Kazimira efektu utt. Parauga virsmas īpašības.
Atomu spēku mikroskopijas priekšrocības:
Atomu spēka mikroskopijai ir daudz priekšrocību salīdzinājumā ar skenējošo elektronu mikroskopiju. Atšķirībā no elektronu mikroskopiem, kas nodrošina tikai divdimensiju attēlus, AFM nodrošina patiesas trīsdimensiju virsmu kartes. Tajā pašā laikā AFM nav nepieciešama īpaša parauga apstrāde, piemēram, vara pārklājums vai oglekļa pārklājums, kas var radīt neatgriezeniskus parauga bojājumus. Treškārt, elektronu mikroskopiem jādarbojas augsta vakuuma apstākļos, savukārt atomu spēka mikroskopi var labi darboties normālā spiedienā un pat šķidrā vidē. To var izmantot, lai pētītu bioloģiskās makromolekulas un pat dzīvos bioloģiskos audus.
AFM trūkumi:
Salīdzinot ar skenējošo elektronu mikroskopiju, AFM trūkumi ir tādi, ka attēlveidošanas diapazons ir pārāk mazs, ātrums ir lēns un to pārāk daudz ietekmē zonde. Atomu spēka mikroskops ir jauna veida instruments ar atomu līmeņa augstu izšķirtspēju, kas izgudrots pēc skenējošā tuneļa mikroskopa. Tas var noteikt dažādu materiālu un paraugu fizikālās īpašības nanometru reģionā, ieskaitot morfoloģiju, vai tieši veikt nanometru manipulācijas; Tas ir plaši izmantots pusvadītāju, nanofunkcionālo materiālu, bioloģijas, ķīmiskās rūpniecības, pārtikas, farmācijas pētījumu un dažādu ar nano saistītu priekšmetu jomās zinātniskās pētniecības institūtos, un tas ir kļuvis par nanozinātnes pētījumu pamata instrumentu.
Salīdzinot ar skenējošo tunelēšanas mikroskopu, atomu spēka mikroskopam ir plašāka pielietojamība, jo tas var novērot nevadošus paraugus. Skenēšanas spēka mikroskops, ko plaši izmanto zinātniskajos pētījumos un rūpniecībā, ir balstīts uz atomu spēka mikroskopu.
