Eine vereinfachte Analyse der Vor- und Nachteile der Rasterkraftmikroskopie
Das Rasterkraftmikroskop ist ein Mikroskop, das einen Mikroausleger verwendet, um die Kraft zwischen der scharfen Sonde am Ausleger und den Atomen der zu prüfenden Probe zu erfassen und zu verstärken, um den Zweck der Erkennung mit atomarer Auflösung zu erreichen. Da das Rasterkraftmikroskop sowohl Leiter als auch Nichtleiter beobachten kann, gleicht es die Nachteile von Rastertunnelmikroskopen aus. Das Rasterkraftmikroskop wurde 1985 von Gerd Binning vom IBM Forschungszentrum Zürich und Calvin Quate von der Stanford University erfunden. Sein Zweck besteht darin, Nichtleiter der Beobachtungsmethode des Rastersondenmikroskops (SPM) ähnlich zu machen. Der größte Unterschied zwischen dem Rasterkraftmikroskop (AFM) und dem Rastertunnelmikroskop (STM) besteht darin, dass es nicht den Elektronentunneleffekt nutzt, sondern den Kontakt zwischen Atomen, Atombindungen, Van-der-Waals-Kraft oder Casimir-Effekt usw. erfasst. Die Oberflächeneigenschaften der Probe.
Vorteile der Rasterkraftmikroskopie:
Die Rasterkraftmikroskopie hat gegenüber der Rasterelektronenmikroskopie viele Vorteile. Im Gegensatz zu Elektronenmikroskopen, die nur zweidimensionale Bilder liefern, liefern AFMs echte dreidimensionale Karten von Oberflächen. Gleichzeitig erfordert AFM keine spezielle Behandlung der Probe, wie z. B. eine Kupfer- oder Karbonbeschichtung, die zu irreversiblen Schäden an der Probe führen kann. Drittens müssen Elektronenmikroskope unter Hochvakuumbedingungen arbeiten, während Rasterkraftmikroskope unter Normaldruck und sogar in flüssigen Umgebungen gut funktionieren können. Damit können biologische Makromoleküle und sogar lebende biologische Gewebe untersucht werden.
Nachteile von AFM:
Im Vergleich zur Rasterelektronenmikroskopie bestehen die Nachteile von AFM darin, dass der Abbildungsbereich zu klein, die Geschwindigkeit langsam und die Sonde zu stark beeinflusst ist. Das Rasterkraftmikroskop ist ein neuartiges Instrument mit hoher Auflösung auf atomarer Ebene, das nach dem Rastertunnelmikroskop erfunden wurde. Es kann die physikalischen Eigenschaften verschiedener Materialien und Proben im Nanometerbereich, einschließlich der Morphologie, erfassen oder direkt Nanometermanipulationen durchführen; Es wird in wissenschaftlichen Forschungsinstituten in den Bereichen Halbleiter, nanofunktionale Materialien, Biologie, chemische Industrie, Lebensmittel, pharmazeutische Forschung und verschiedenen nanobezogenen Themen häufig eingesetzt und ist zu einem grundlegenden Werkzeug für die nanowissenschaftliche Forschung geworden.
Im Vergleich zum Rastertunnelmikroskop hat das Rasterkraftmikroskop eine breitere Anwendbarkeit, da es nichtleitende Proben beobachten kann. Das in der wissenschaftlichen Forschung und Industrie weit verbreitete Rasterkraftmikroskop basiert auf dem Rasterkraftmikroskop.
