Pruebas de AFM y estudios de casos
El microscopio de fuerza atómica (AFM) utiliza un microvoladizo para detectar y amplificar las fuerzas entre los átomos de la sonda objetivo en el voladizo, logrando una detección con resolución de nivel atómico. El microscopio de fuerza atómica es un instrumento analítico que se puede utilizar para estudiar la estructura de la superficie de materiales sólidos, incluidos los aislantes, para investigar la estructura de la superficie y las propiedades de sustancias y obtener información de la estructura de la superficie a resolución nanométrica.
El componente clave de la microscopía de fuerza atómica (AFM) es un micro voladizo con una sonda puntiaguda en su cabeza para escanear la superficie de la muestra. Este tipo de voladizo tiene un tamaño que oscila entre diez y cientos de micrómetros y suele estar compuesto de silicio o nitruro de silicio. Tiene una sonda en la parte superior y el radio de curvatura de la punta de la sonda está en el rango de los nanómetros. Al escanear a una altura constante, es probable que la sonda choque con la superficie y cause daños. Por lo que suele mantenerse a través de sistemas de retroalimentación.
Principio básico: utilizar pequeñas sondas para "explorar" la superficie de la muestra y obtener información.
La microscopía de fuerza atómica utiliza la relación entre las fuerzas atómicas entre la sonda y la muestra para determinar la morfología de la superficie de la muestra. En la microscopía de fuerza atómica (AFM), un extremo de un microvoladizo está fijo y el otro extremo tiene una pequeña punta de aguja. La longitud del microvoladizo suele estar entre unos pocos micrómetros y varias decenas de micrómetros, y el diámetro de la punta de la aguja suele estar entre unos pocos nanómetros y varias decenas de nanómetros. Cuando el AFM está funcionando, la punta de la aguja entra en contacto ligeramente con la superficie de la muestra y la fuerza de interacción entre la punta y la muestra puede causar deformación o vibración del microcantilever. Esta fuerza de interacción puede ser fuerza de van der Waals, fuerza electrostática, fuerza magnética, etc. Al detectar la deformación o vibración del microvoladizo, se puede inferir la morfología y las propiedades físicas de la superficie de la muestra.
AFM tiene una amplia gama de aplicaciones y puede usarse para estudiar la morfología de la superficie y las propiedades físicas de diversos materiales y muestras, como metales, semiconductores, cerámicas, polímeros, biomoléculas, etc. Además, AFM también se puede usar para nanomanipulación, como nanofabricación, nanoensamblaje, etc.
