Testes AFM e estudos de caso
O microscópio de força atômica (AFM) utiliza microcantilever para detectar e amplificar as forças entre os átomos da sonda alvo no cantilever, conseguindo detecção com resolução de nível atômico. O microscópio de força atômica é um instrumento analítico que pode ser usado para estudar a estrutura superficial de materiais sólidos, incluindo isolantes, para investigar a estrutura superficial e as propriedades de substâncias e obter informações sobre a estrutura superficial em resolução em nanoescala.
O principal componente da microscopia de força atômica (AFM) é um micro cantilever com uma sonda pontiaguda em sua cabeça para escanear a superfície da amostra. Esse tipo de cantilever tem tamanho que varia de dez a centenas de micrômetros e geralmente é composto de silício ou nitreto de silício. Ele tem uma sonda na parte superior e o raio de curvatura da ponta da sonda está na faixa nanométrica. Ao digitalizar a uma altura constante, é provável que a sonda colida com a superfície e cause danos. Portanto, geralmente é mantido por meio de sistemas de feedback.
Princípio básico: Usar pequenas sondas para “explorar” a superfície da amostra para obter informações
A microscopia de força atômica usa a relação entre as forças atômicas entre a sonda e a amostra para determinar a morfologia da superfície da amostra. Na microscopia de força atômica (AFM), uma extremidade de um microcantilever é fixa e a outra extremidade possui uma pequena ponta de agulha. O comprimento do microcantilever está geralmente entre alguns micrômetros e várias dezenas de micrômetros, e o diâmetro da ponta da agulha está geralmente entre alguns nanômetros e várias dezenas de nanômetros. Quando o AFM está funcionando, a ponta da agulha entra em contato levemente com a superfície da amostra, e a força de interação entre a ponta e a amostra pode causar deformação ou vibração do microcantilever. Esta força de interação pode ser força de van der Waals, força eletrostática, força magnética, etc. Ao detectar a deformação ou vibração do microcantilever, a morfologia e as propriedades físicas da superfície da amostra podem ser inferidas.
O AFM tem uma ampla gama de aplicações e pode ser usado para estudar a morfologia da superfície e as propriedades físicas de diversos materiais e amostras, como metais, semicondutores, cerâmicas, polímeros, biomoléculas, etc. Além disso, o AFM também pode ser usado para nanomanipulação, como nanofabricação, nanomontagem, etc.
