Comment fonctionne un microscope à force atomique travail?
Un microscope à force atomique, ou l'AFM, est un instrument pour la cartographie et la mesure des caractéristiques de surface de très petits objets - d'un atome de carbone qui est de 0,25 nanomètres (nm) ou 2,5 angströms de diamètre à une section transversale de cheveu humain (environ 80 microns de diamètre).
Principes de base d'un microscope à force atomique
Le microscope à force atomique est essentiellement un faux miniaturisés (un petit faisceau est ancré à une fin et un autre des projets dans l'espace comme un tremplin) avec une minuscule, fait sonde (avec une très belle céramique ou semi-conducteur de pointe qui est mesuré sur l'ampleur de nanomètres) sous une fin, un peu comme le stylet sur un détecteur de mensonge ou même un sismographe. Contrairement à un stylet qui imprime sur papier ou autre support, un microscope à force atomique a plusieurs améliorations qui permettent atomique pour la mesure de niveau de l'intérêt ou les forces de répulsion entre les "stylet" et pointe un échantillon de la surface.
Comme la pointe est attirée ou repoussée par l'échantillon de la surface, le faux est dévié. L'ampleur de la déformation est mesurée par un laser qui reflète à un angle oblique de l'extrémité de la sonde. Tracer le laser contre la déviation position de pointe sur l'échantillon de surface crée une "carte" des collines et des vallées de la surface. Cela donne une image haute résolution de l'échantillon de la surface.
Le microscope à force atomique a deux modes de numérisation. En contact mode, le microscope à force atomique de la sonde touche la surface de l'échantillon. Comme l'instrument laisse traîner la pointe sur la surface, un dispositif de détection de faux mesures de la déviation verticale et fournit une indication de la hauteur échantillon locales - en effet, la mesure de la «répulsion des forces entre la pointe et l'échantillon. Dans le secteur non-contact mode, le microscope à force atomique de la sonde ne doit pas toucher la surface de l'échantillon, il mesure les forces attractives entre la pointe et la surface d'établir une carte topographique de la surface.
Avantages et inconvénients du microscope à force atomique
Un microscope à force atomique présente des avantages sur un microscope électronique à balayage (MEB). D'une part, un microscope à force atomique peut fonctionner dans l'air ambiant ou un milieu liquide, contrairement à un microscope électronique qui exige que toutes les sondes être entrepris dans le vide. Compte tenu de cela, les chercheurs ont commencé à tester microscope à force atomique de l'aptitude à l'emploi dans l'étude des organismes vivants à la nano-échelle (par exemple, la numérisation et l'étude des macromolécules biologiques comme l'ADN et autres). D'autre part, un microscope à force atomique peut tracer une image en trois dimensions, une SEM ne peut fournir une image bidimensionnelle ou la projection d'un échantillon.
D'autre part, un inconvénient majeur d'un microscope à force atomique est le domaine, il peut balayer et la résolution de l'image qu'il peut générer. Un microscope électronique peut balayer une zone mesurée en millimètres, un microscope à force atomique de balayage couvre micromètres (nanomètres, en fait). Dans cette perspective, il est facile de voir que un microscope électronique peut balayer une zone plus vaste que plus vite un microscope à force atomique.
microscope à force atomique est tout à fait nouveau et a encore quelques bugs, mais il est actuellement utilisé pour un large éventail d'études dans l'électronique, chimique et biologique y compris les sujets ésotériques comme l'abrasion et l'adhérence, le nettoyage et la corrosion, ainsi qu'une foule de d'autres applications.
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