Vinnureglur og notkun atómsmásjáa
Atomic force smásjá er skönnun rannsaka smásjá þróuð byggt á grundvallarreglum skönnun göng smásjá. Tilkoma atómaflsmásjár hefur án efa verið drifkraftur í þróun nanótækni. Skannarannsóknarsmásjár, táknuð með frumeindakraftsmásjá, er röð smásjár sem nota lítinn rannsakanda til að skanna yfirborð sýnis, sem gefur mikla stækkunarathugun. Atómaflssmásjárskönnun getur veitt upplýsingar um yfirborðsástand ýmissa tegunda sýna. Í samanburði við hefðbundnar smásjár er kosturinn við atómkraftssmásjárgreiningu að hún getur fylgst með yfirborði sýna í mikilli stækkun við aðstæður í andrúmslofti og hægt er að nota hana fyrir næstum öll sýni (með ákveðnum kröfum um yfirborðssléttleika), án þess að þörf sé á annarri sýniundirbúningsmeðferð, til að fá þrívíddar myndgerð af yfirborði sýnisins. Og það getur framkvæmt grófleikaútreikning, þykkt, þrepabreidd, blokkarmynd eða kornastærðargreiningu á þrívíddarmyndarmyndinni sem fengin er með skönnun.
Atómkraftssmásjárskoðun getur greint mörg sýni, veitt gögn fyrir yfirborðsrannsóknir og framleiðslustýringu eða vinnsluþróun, sem ekki er hægt að veita með hefðbundnum skanna yfirborðsgrófleikamælum og rafeindasmásjáum.
1, Grunnreglur
Atómkraftssmásjárskoðun notar víxlverkunarkraftinn (atómkraftinn) milli yfirborðs sýnis og enda fíns rannsakanda til að mæla formgerð yfirborðsins.
Kannunaroddurinn er á lítilli sveigjanlegri hnakka og víxlverkunin sem myndast þegar nemandinn snertir sýnisyfirborðið er greindur í formi hnakkabeygju. Fjarlægðin milli sýnisyfirborðsins og rannsakans er minni en 3-4nm og krafturinn sem greinist á milli þeirra er minni en 10-8N. Ljósið frá leysidíóðunni er fókusað á bakhlið skjólsins. Þegar cantilever beygir undir áhrifum krafts, er endurkasta ljósið sveigt og staðsetningarnæmur ljósnemi er notaður til að sveigja hornið. Síðan eru söfnuð gögn unnin af tölvu til að fá þrívíddarmynd af yfirborði sýnisins.
Heill cantilever nemi er settur á yfirborð sýnisins sem er stjórnað af piezoelectric skanna og skannaður í þrjár áttir með þrepabreidd 0,1 nm eða minna í láréttri nákvæmni. Almennt, þegar sýnisyfirborðið er skannað í smáatriðum (XY-ás), helst Z--ásinn, sem stjórnað er af tilfærsluviðbrögðum burðarþolsins, fastur og óbreyttur. Z--ásgildin sem veita endurgjöf á skönnunarsvörun eru sett inn í tölvuna til vinnslu, sem leiðir til athugunarmyndar (3D mynd) af yfirborði sýnisins.
