تحليل مبسط لمزايا وعيوب الفحص المجهري للقوة الذرية
مجهر القوة الذرية عبارة عن مجهر يستخدم ناتئًا صغيرًا لاستشعار وتضخيم القوة بين المسبار الحاد على الكابول وذرات العينة قيد الاختبار ، وذلك لتحقيق الغرض من الكشف بدقة على المستوى الذري. نظرًا لأن مجهر القوة الذرية يمكنه مراقبة كل من الموصلات وغير الموصلة ، فإنه يعوض أوجه القصور في مجاهر المسح النفقي. تم اختراع مجهر القوة الذرية من قبل جيرد بينينج من مركز أبحاث آي بي إم في زيورخ وكالفن كوات من جامعة ستانفورد في عام 1985. والغرض منه هو جعل غير الموصلات مماثلة لطريقة المراقبة المجهرية المجهرية (SPM). أكبر فرق بين مجهر القوة الذرية (AFM) ومجهر المسح النفقي (STM) هو أنه لا يستخدم تأثير نفق الإلكترون ، ولكنه يكتشف التلامس بين الذرات ، والترابط الذري ، وقوة فان دير فال أو تأثير كازيمير ، إلخ. خصائص سطح العينة.
مزايا الفحص المجهري للقوة الذرية:
يتميز الفحص المجهري للقوة الذرية بالعديد من المزايا مقارنة بالمجهر الإلكتروني الماسح. على عكس المجاهر الإلكترونية ، التي توفر فقط صورًا ثنائية الأبعاد ، توفر AFM خرائط حقيقية ثلاثية الأبعاد للأسطح. في الوقت نفسه ، لا يتطلب AFM أي معالجة خاصة للعينة ، مثل طلاء النحاس أو طلاء الكربون ، مما قد يتسبب في تلف العينة بشكل لا رجعة فيه. ثالثًا ، تحتاج المجاهر الإلكترونية إلى العمل في ظل ظروف فراغ عالية ، في حين أن مجاهر القوة الذرية يمكن أن تعمل بشكل جيد تحت الضغط الطبيعي وحتى في البيئات السائلة. يمكن استخدام هذا لدراسة الجزيئات البيولوجية الكبيرة وحتى الأنسجة البيولوجية الحية.
عيوب AFM:
بالمقارنة مع الفحص المجهري الإلكتروني ، فإن عيوب AFM هي أن نطاق التصوير صغير جدًا ، والسرعة بطيئة ، وتتأثر كثيرًا بالمسبار. مجهر القوة الذرية هو نوع جديد من الأدوات ذات دقة عالية على المستوى الذري تم اختراعه بعد مجهر المسح النفقي. يمكنه الكشف عن الخصائص الفيزيائية لمختلف المواد والعينات في منطقة النانومتر ، بما في ذلك التشكل ، أو إجراء معالجة نانومترية مباشرة ؛ لقد تم استخدامه على نطاق واسع في مجالات أشباه الموصلات والمواد الوظيفية النانوية والبيولوجيا والصناعة الكيميائية والأغذية والبحوث الصيدلانية والعديد من الموضوعات المتعلقة بالنانو في معاهد البحث العلمي ، وأصبح أداة أساسية لبحوث علوم النانو.
بالمقارنة مع مجهر المسح النفقي ، يتمتع مجهر القوة الذرية بإمكانية تطبيق أوسع لأنه يمكنه مراقبة العينات غير الموصلة. يعتمد مجهر قوة المسح ، الذي يستخدم على نطاق واسع في البحث العلمي والصناعة ، على مجهر القوة الذرية.
