Cos'è un microscopio a forza atomica
Microscopia a forza atomica: una nuova tecnica sperimentale che utilizza le forze di interazione tra atomi e molecole per osservare caratteristiche microscopiche sulla superficie di un oggetto. È costituito da una sonda di dimensioni nanometriche fissata a un cantilever flessibile di dimensioni micron manipolato in modo sensibile. Quando la sonda è molto vicina al campione, le forze tra gli atomi sulla sua punta e gli atomi sulla superficie del campione fanno piegare il cantilever rispetto alla sua posizione originale. Un'immagine tridimensionale viene ricostruita dalla quantità di deviazione o frequenza di vibrazione della sonda durante la scansione del campione. È possibile ottenere indirettamente la topografia o la composizione atomica della superficie del campione.
Viene utilizzato per studiare la struttura superficiale e le proprietà delle sostanze rilevando le debolissime forze di interazione interatomica tra la superficie del campione da misurare e un elemento sensibile alla forza in miniatura. Una coppia di micro-cantilever, che sono estremamente sensibili alle forze deboli, sono fissate ad un'estremità, e una piccola punta all'altra estremità viene avvicinata al campione, che poi interagisce con esso, e le forze causano i micro-cantilever deformare o modificare il loro stato di movimento.
Durante la scansione del campione, il sensore rileva questi cambiamenti e ottiene informazioni sulla distribuzione delle forze, ottenendo così informazioni sulla struttura superficiale con risoluzione su scala nanometrica. È costituito da un microcantilever con una punta dell'ago, un dispositivo di rilevamento del movimento del microcantilever, un circuito di feedback per monitorarne il movimento, un dispositivo di scansione piezoelettrico in ceramica per scansionare il campione e un sistema di acquisizione, visualizzazione ed elaborazione delle immagini controllato da computer. Il movimento del microcantilever può essere rilevato con metodi elettrici come il rilevamento della corrente tunnel o metodi ottici come la deflessione del raggio e l'interferometria, ecc. Quando la punta dell'ago e il campione sono sufficientemente vicini l'uno all'altro e c'è una repulsione reciproca a corto raggio tra loro, la repulsione può essere rilevata per ottenere la superficie del livello atomico di risoluzione dell'immagine, e in generale la risoluzione del livello nanometrico. Le misurazioni AFM dei campioni non hanno requisiti speciali e possono essere utilizzate per misurare la superficie dei solidi e sistemi di assorbimento.
