Was ist ein Rasterkraftmikroskop
Rasterkraftmikroskopie: Eine neue experimentelle Technik, die die Wechselwirkungskräfte zwischen Atomen und Molekülen nutzt, um mikroskopische Merkmale auf der Oberfläche eines Objekts zu beobachten. Sie besteht aus einer nanometergroßen Sonde, die an einem empfindlich manipulierten, mikrometergroßen flexiblen Ausleger befestigt ist. Wenn sich die Sonde sehr nahe an der Probe befindet, bewirken die Kräfte zwischen den Atomen an ihrer Spitze und den Atomen auf der Probenoberfläche, dass sich der Ausleger aus seiner ursprünglichen Position wegbiegt. Ein dreidimensionales Bild wird aus der Abweichung oder der Vibrationsfrequenz der Sonde beim Abtasten der Probe rekonstruiert. Es ist möglich, indirekt die Topographie oder die atomare Zusammensetzung der Probenoberfläche zu ermitteln.
Es wird verwendet, um die Oberflächenstruktur und -eigenschaften von Substanzen zu untersuchen, indem die sehr schwachen interatomaren Wechselwirkungskräfte zwischen der Oberfläche der zu messenden Probe und einem winzigen kraftempfindlichen Element erfasst werden. Ein Paar Mikrocantilever, die äußerst empfindlich auf schwache Kräfte reagieren, wird an einem Ende befestigt, und eine winzige Spitze am anderen Ende wird in die Nähe der Probe gebracht, die dann mit ihr interagiert, und die Kräfte führen dazu, dass sich die Mikrocantilever verformen oder ihren Bewegungszustand ändern.
Beim Scannen der Probe erkennt der Sensor diese Änderungen und erhält Informationen über die Verteilung der Kräfte, wodurch Informationen über die Oberflächenstruktur mit Nanoauflösung gewonnen werden. Er besteht aus einem Mikrocantilever mit einer Nadelspitze, einem Mikrocantilever-Bewegungserkennungsgerät, einer Rückkopplungsschleife zur Überwachung seiner Bewegung, einem piezoelektrischen Keramik-Scangerät zum Scannen der Probe und einem computergesteuerten Bilderfassungs-, Anzeige- und Verarbeitungssystem. Die Mikrocantilever-Bewegung kann mit elektrischen Methoden wie Tunnelstromerkennung oder optischen Methoden wie Strahlablenkung und Interferometrie usw. erkannt werden. Wenn die Nadelspitze und die Probe nahe genug beieinander liegen und eine gegenseitige Abstoßung auf kurze Distanz zwischen ihnen besteht, kann die Abstoßung erkannt werden, um ein Bild mit atomarer Auflösung und im Allgemeinen mit einer Auflösung im Nanometerbereich zu erhalten. Für AFM-Messungen von Proben gelten keine besonderen Anforderungen, und sie können zur Messung der Oberfläche von Feststoffen und Adsorptionssystemen verwendet werden.
