Содержание:
Атомно-силовой микроскоп, или AFM – устройство, относящееся к классу сканирующих микроскопов. Приборы такого типа созданы для исследования рельефа поверхности образцов. Они позволяют производить максимальное увеличение с высоким разрешением, даже до атомарного уровня.
Особенность атомно-силовых микроскопов
До того, как был изобретен атомно-силовой микроскоп, широко применялись сканирующие модели туннельного типа. Но, возможностей туннельных микроскопов стало недостаточно для исследовательской деятельности, поэтому группа ученых решилась взяться за модернизацию этого устройства.
В результате усовершенствования туннельного микроскопа и появились атомно-силовые модели в 1982 году. Создатели атомно-силового микроскопа – Герд Биннинг, Кристофер Гербер, Кельвин Куэйт.
Основная особенность и преимущество атомно-силового микроскопа – в отличие от моделей туннельного класса он позволяет исследовать поверхности и объекты проводящего и непроводящего типа.
Принцип работы
В атомно-силовых микроскопах рельефы поверхностей исследовались за счет упругой консоли (кантилевера). Отклонение кантиливера вычислялось по величине туннельного тока, как и в предыдущей модификации микроскопов. Впоследствии пришлось отказаться от этой методики регистрации смены положений кантилевера. Спустя 2 года ученые решили усовершенствовать микроскоп.
Современные атомно-силовые микроскопы работают уже по усовершенствованной оптической схеме.
- Лазерный луч попадает на поверхность кантилевера.
- Происходит отражение лазера.
- В результате луч попадает на фотодетектор.
За счет модернизации принципа работы и использования лазера современные атомно-силовые микроскопы имеют расширенные возможности. Современные устройства позволяют получать максимально точное изображение с высоким разрешением.
Как устроен атомно-силовой микроскоп
С 1982 года на протяжении всего времени появлялись новые модели атомно-силовых микроскопов. Их конструкция и дизайн отличались, но базовые принципы и основные составляющие остались неизменными. Чтобы лучше понимать принцип работы этого устройства, стоит рассмотреть особенности конструкции.
- Основа атомно-силового микроскопа – жесткий корпус, который выполняется из прочных материалов. Его задача – удержание системы.
- Для закрепления образцов используется специализированный держатель, который позволяет фиксировать исследуемые объекты.
- Устройства для манипуляций с образцами. Они бывают различных типов.
- Дополнительно присутствует система, регистрирующая отклонения зонда.
- В атомно-силовых микроскопах важнейшей частью является система обратной связи и блок электронного управления.
Если сравнивать атомно-силовой микроскоп и стандартные сканирующие электронные модели, у первого больше преимуществ и возможностей. Первое преимущество АСМ заключается в том, что он позволяет получать истинное трёхмерное изображение объектов, что делает их исследование более точным. В отличии от стандартных растровых микроскопов АСМ может работать даже без вакуума – с жидкостями и воздухом.
Но, у атомно-силовых микроскопов есть и недостатки. Из-за небольших размеров поля сканирования их не всегда можно использовать. В целом класс атомно-силовых микроскопов на данном этапе развития техники является востребованным и высокоэффективным.
По материалам https://arstek.ru/product/atomno-silovye-mikroskopy/certus-standard-v/
Thank You For Your Vote!
Sorry You have Already Voted!
