تیپ میکروسکوپ نیروی اتمی

Atomic Force Microscopy

این قطعه جز اصلی و مصرفی دستگاه میکروسکوپ نیروی اتمی می باشد و از سه قسمت بدنه، تیرک و نوک تشکیل شده است.

میکروسکوپ نیروی اتمی دستگاهی است که برای بررسی خواص و ساختارهای سطحی مواد در ابعاد نانومتری به کار می رود. برخلاف اکثر روش های بررسی خواص سطوح، در این روش غالبا محدودیت اساسی روی نوع سطح و محیط آن وجود ندارد. با این دستگاه امکان بررسی سطوح رسانا یا عایق، نرمیا سخت، منسجم یا پودری، بیولوژیک و آلییا غیر آلی وجود دارد. خواص قابل اندازه گیری با این دستگاه شامل مورفولوژی هندسی، توزیع چسبندگی، اصطکاک، ناخالصی سطحی، جنس نقاط مختلف سطح،کشسانی، خواص مغناطیسی، بزرگی پیوندهای شیمیایی، توزیع بارهای الکتریکی سطحی و قطبیت الکتریکی نقاط مختلف است. در عمل از این قابلیت ها برای بررسی ویژگی هایی همچون خوردگی، تمیزی،یکنواختی، زبری، چسبندگی، اصطکاک و اندازه استفاده می شود. مبنای تشکیل تصویر در میکروسکوپ نیروی اتمی، نیروی بین سوزن و سطح نمونه است. در این میکروسکوپ، سطح نمونه با سوزنی تیز به طول 2 میکرومتر و قطر کمتر از 100 آنگستروم روبش می‌شود. سوزن در انتهاییک میکروتیرک (micro cantilever) قرار گرفته است. میکروتیرک را معمولاً از موادی می‌سازند که قابلیت ارتجاع بالایی داشته باشد. سر دیگر میکروتیرک به بازوی پیزوالکتریک متصل شده است تا توانایی جابه جایی با دقت بسیار بالا داشته باشد. وقتی سوزن روی سطح نمونه کشیده می‌شود به دلیل پستی‌بلندی‌های سطح، نیرویی از طرف سطح به سوزن اعمال و موجب خمش یا انحراف تیرک می‌شود. این انحرافات نسبت مستقیم با نیروی وارد شده به سوزن دارد. در ساختار میکروسکوپ نیروی اتمییک صفحه آشکارساز وجود دارد که تغییرات جابه جایی نور لیزری که بر پشت میکرو تیرک متمرکز شده است را ثبت میکند. در این میکروسکوپ با اندازه‌گیری این انحرافات در حین روبش سطح، به رایانه این امکان را می‌دهد تا نقشه پستی بلندی‌های سطحی را تولید کند. آشکارساز حساس به موقعیت قادر است تا تغییرات را تا اندازه یک نانومتر شناسایی کند. به منظور این که نور لیزر برخوردی به پشت تیرک به خوبی بازتاب شود معمولاً پوششی از طلا یا آلومینیوم روی آن ایجاد می‌کنند.