Test AFM e casi di studio
Il microscopio a forza atomica (AFM) utilizza il microcantilever per rilevare e amplificare le forze tra gli atomi della sonda bersaglio sul cantilever, ottenendo il rilevamento con una risoluzione a livello atomico. Il microscopio a forza atomica è uno strumento analitico che può essere utilizzato per studiare la struttura superficiale dei materiali solidi, compresi gli isolanti, per studiare la struttura superficiale e le proprietà delle sostanze e ottenere informazioni sulla struttura superficiale con risoluzione su scala nanometrica.
Il componente chiave della microscopia a forza atomica (AFM) è un micro cantilever con una sonda appuntita sulla testa per la scansione della superficie del campione. Questo tipo di cantilever ha una dimensione che varia dalle dieci alle centinaia di micrometri ed è solitamente composto da silicio o nitruro di silicio. Ha una sonda sulla parte superiore e il raggio di curvatura della punta della sonda è nell'ordine dei nanometri. Durante la scansione ad un'altezza costante, è probabile che la sonda entri in collisione con la superficie e causi danni. Quindi di solito viene mantenuto attraverso sistemi di feedback.
Principio di base: utilizzare minuscole sonde per "esplorare" la superficie del campione per ottenere informazioni
La microscopia a forza atomica utilizza la relazione tra le forze atomiche tra la sonda e il campione per determinare la morfologia superficiale del campione. Nella microscopia a forza atomica (AFM), un'estremità di un microcantilever è fissa e l'altra estremità ha una minuscola punta di ago. La lunghezza del microcantilever è solitamente compresa tra pochi micrometri e diverse decine di micrometri, e il diametro della punta dell'ago è solitamente compreso tra pochi nanometri e diverse decine di nanometri. Quando l'AFM funziona, la punta dell'ago entra in contatto leggermente con la superficie del campione e la forza di interazione tra la punta e il campione può causare deformazione o vibrazione del microcantilever. Questa forza di interazione può essere la forza di van der Waals, la forza elettrostatica, la forza magnetica, ecc. Rilevando la deformazione o la vibrazione del microcantilever, è possibile dedurre la morfologia e le proprietà fisiche della superficie del campione.
L'AFM ha una vasta gamma di applicazioni e può essere utilizzata per studiare la morfologia superficiale e le proprietà fisiche di vari materiali e campioni, come metalli, semiconduttori, ceramica, polimeri, biomolecole, ecc. Inoltre, l'AFM può essere utilizzata anche per la nanomanipolazione, come la nanofabbricazione, il nanoassemblaggio, ecc.
