Опростен анализ на предимствата и недостатъците на атомно-силовата микроскопия
Микроскопът за атомна сила е микроскоп, който използва микроконзола, за да усети и усили силата между острата сонда върху конзолата и атомите на пробата, която се тества, така че да се постигне целта на откриването с резолюция на атомно ниво. Тъй като микроскопът за атомна сила може да наблюдава както проводници, така и непроводници, той компенсира недостатъците на сканиращите тунелни микроскопи. Атомно-силовият микроскоп е изобретен от Герд Бининг от Цюрихския изследователски център на IBM и Калвин Куейт от Станфордския университет през 1985 г. Неговата цел е да направи непроводници подобни на метода за наблюдение на сканиращи сондови микроскопи (SPM). Най-голямата разлика между атомно-силовия микроскоп (AFM) и сканиращия тунелен микроскоп (STM) е, че той не използва ефекта на електронното тунелиране, а открива контакта между атомите, атомното свързване, силата на Ван дер Ваалс или ефекта на Казимир и т.н. Повърхностните свойства на пробата.
Предимства на атомно-силовата микроскопия:
Микроскопията с атомна сила има много предимства пред сканиращата електронна микроскопия. За разлика от електронните микроскопи, които предоставят само двуизмерни изображения, AFM предоставят истински триизмерни карти на повърхности. В същото време AFM не изисква специално третиране на пробата, като медно или въглеродно покритие, което може да причини необратимо увреждане на пробата. Трето, електронните микроскопи трябва да работят при условия на висок вакуум, докато микроскопите с атомна сила могат да работят добре при нормално налягане и дори в течна среда. Това може да се използва за изследване на биологични макромолекули и дори живи биологични тъкани.
Недостатъци на AFM:
В сравнение със сканиращата електронна микроскопия, недостатъците на AFM са, че обхватът на изображения е твърде малък, скоростта е ниска и се влияе твърде много от сондата. Микроскопът за атомна сила е нов тип инструмент с висока разделителна способност на атомно ниво, изобретен след сканиращия тунелен микроскоп. Той може да открие физическите свойства на различни материали и проби в нанометровата област, включително морфологията, или директно да извърши нанометрова манипулация; Той се използва широко в областта на полупроводниците, нанофункционалните материали, биологията, химическата промишленост, храните, фармацевтичните изследвания и различни нано-свързани теми в научноизследователски институти и се превърна в основен инструмент за нанонаучни изследвания.
В сравнение със сканиращия тунелен микроскоп, атомно-силовият микроскоп има по-широка приложимост, тъй като може да наблюдава непроводими проби. Сканиращият силов микроскоп, който се използва широко в научните изследвания и индустрията, се основава на атомния силов микроскоп.
