מבנה ורכיבים של מיקרוסקופ קונפוקאלי
מיקרוסקופ כוח אטומי הוא מיקרוסקופ בדיקה סורק שפותח על בסיס העקרונות הבסיסיים של סריקת מיקרוסקופ מנהור. הופעתה של מיקרוסקופ הכוח האטומי ללא ספק מילאה תפקיד מניע בפיתוח הננוטכנולוגיה. מיקרוסקופ בדיקה סורקת, המיוצגת על ידי מיקרוסקופיה של כוח אטומי, היא סדרה של מיקרוסקופים המשתמשים בבדיקה קטנה כדי לסרוק את פני השטח של דגימה, המספקת תצפית בהגדלה גבוהה. סריקת מיקרוסקופיה בכוח אטומי יכולה לספק מידע על מצב פני השטח של סוגים שונים של דגימות. בהשוואה למיקרוסקופים קונבנציונליים, היתרון של מיקרוסקופ כוח אטומי הוא בכך שהיא יכולה לצפות במשטח הדגימות בהגדלה גבוהה בתנאי אטמוספירה, וניתן להשתמש בה כמעט לכל הדגימות (עם דרישות מסוימות לחלקות פני השטח), ללא צורך בטיפולי הכנת דגימה אחרים, כדי לקבל תמונות מורפולוגיה תלת מימדיות של משטח הדגימה. והוא יכול לבצע חישוב חספוס, עובי, רוחב צעד, דיאגרמת בלוקים או ניתוח גודל חלקיקים על תמונת המורפולוגיה התלת מימדית המתקבלת מסריקה.
מיקרוסקופ כוח אטומי יכול לזהות דגימות רבות, לספק נתונים עבור מחקר משטח ובקרת ייצור או פיתוח תהליכים, אשר לא ניתן לספק על ידי מדי חספוס משטח סריקה קונבנציונליים ומיקרוסקופים אלקטרונים.
1, עקרונות יסוד
מיקרוסקופ כוח אטומי משתמש בכוח האינטראקציה (כוח אטומי) בין פני השטח של דגימה לקצה של בדיקה עדינה כדי למדוד את מורפולוגיה של פני השטח.
קצה הבדיקה נמצא על שלוחה גמישה קטנה, והאינטראקציה שנוצרת כאשר הבדיקה מתקשרת עם פני הדגימה מזוהה בצורה של סטייה שלוחה. המרחק בין משטח הדגימה לבדיקה הוא פחות מ-3-4 ננומטר, והכוח המתגלה ביניהם הוא פחות מ-10-8N. האור מדיודת הלייזר ממוקד בגב הזרוע. כאשר השלוחה מתכופפת תחת פעולת הכוח, האור המוחזר מוסט, ופוטו-גלאי רגיש למיקום משמש להסטת הזווית. לאחר מכן, הנתונים שנאספו מעובדים על ידי מחשב כדי לקבל תמונה תלת מימדית של משטח המדגם.
בדיקה שלוחה מלאה מונחת על פני הדגימה הנשלטת על ידי סורק פיזואלקטרי ונסרקת בשלושה כיוונים ברוחב צעד של 0.1 ננומטר או פחות בדיוק אופקי. בדרך כלל, כאשר סורקים את משטח הדגימה בפירוט (ציר XY), ציר ה-Z הנשלט על ידי משוב העקירה של שלוחה נשאר קבוע וללא שינוי. ערכי ציר Z המספקים משוב על תגובת הסריקה מוזנים למחשב לצורך עיבוד, וכתוצאה מכך תמונת תצפית (תמונה תלת מימדית) של משטח הדגימה.
