Атомно-силовая микроскопия: сферы применения
АСМ – один из новейших методов исследования структуры вещества, основанный на регистрации сил взаимодействия между зондом и изучаемой поверхностью. В процессе сканирования происходит регистрация ван-дер-ваальсовских сил взаимодействия между атомами поверхности и зонда. Для регистрации положения зонда и его изменения в результате взаимодействия с поверхностью используется комплекс пьезодатчиков и фотодеткеторов. Последние используются для регистрации отклонений лазерного луча, отражающегося от зеркальной площадки на кантилевере.
Режимы работы АСМ
В зависимости от расстояния между зондом и образцом прибор может работать в трех режимах:
- Контактный. Подразумевает чрезвычайно малое расстояние, составляющее десятые доли нанометра. Это обеспечивает «мягкий» физический контакт между образцом и зондом, который изгибается в зависимости от топографии поверхности. Также контактный режим может быть с соблюдением постоянной высоты или постоянной силы.
- Бесконтактный. Подразумевает расстояние между зондом и изучаемым образцом около 2 нм. Измеряется частота колебаний иглы и их амплитуда, которые меняются при взаимодействии с объектом.
- Полуконтактный. Фактически является разновидностью бесконтактного, но зонду придается такая амплитуда колебаний, что в нижней точке он практически касается поверхности образца.
Использование АСМ позволяет формировать трехмерную картину строения изучаемой поверхности, а также регистрировать с высокой точностью различные силы взаимодействия, в том числе электромагнитные. Основной недостаток метода – низкая скорость сканирования. Атомно-силовой микроскоп AMBIENT AFM/MFM https://ilpa-tech.ru/produktsiya/zondovye-skaniruyushchie-rabochie-stantsii/147-ambient-afm-mfm один из самых популярнух микроскопов, способных функционировать как в жидкостях, так и на воздухе.
Сфера использования АСМ
Атомно-силовые микроскопы находят применение в множестве отраслей современной науки и промышленности. К основным можно отнести:
- Материаловедение. АСМ позволяет изучать структуру и характеристики самых разных материалов, в том числе сложной керамики, композитов, полимеров и сплавов. Таким образом удается лучше понять особенности формирования таких соединений, чтобы в дальнейшем улучшить их характеристики и оптимизировать производственные процессы.
- Биология. АСМ позволяет изучить детали строения органических молекул (белков, липидов, ДНК) и биологических структур из которых состоят клетки.
- Контроль качества. В промышленности такие микроскопы позволяют оценивать качество производства микроэлектроники.
Также перспективной областью применения таких инструментов являются нанотехнологии, так как при помощи АСМ можно не только изучать поверхность, но и перемещать отдельные атомы, формируя из них новые структуры, такие как нанотрубки или наночастицы.
Официальным поставщиком АСМ и СЗМ в Оренбурге является компания ИлПаТех.
