Ett atomkraftsmikroskop (AFM) är ett kraftfullt verktyg som gör det möjligt för forskare att avbilda och manipulera materia vid nanoskala, vilket betyder på nivån för enskilda atomer och molekyler.
Så här fungerar det:
1. Tips: En skarp, nålliknande spets är fäst vid en liten cantilever, en flexibel balk. Detta tips är vanligtvis tillverkat av ett hårt material som kisel eller diamant.
2. The Cantilever: Cantilever är utformad för att böja eller avböja när den interagerar med att ytan skannas.
3. Skannern: Spetsen är fäst vid en skanner som rör sig över ytan i ett kontrollerat mönster, liknande en skivspelares arm.
4. Sensorn: En laserstråle skenas på baksidan av utskjutningen. När utskjutningen böjs rör sig den reflekterade laserstrålen, som upptäcks av en sensor.
5. Feedbackmekanismen: Sensorsignalerna används för att skapa en återkopplingsslinga som justerar spetsens höjd för att upprätthålla en konstant kraft mellan spetsen och ytan.
6. Bilden: Rörelsen av spetsen och motsvarande justeringar gjorda av återkopplingsslingan registreras och används för att konstruera en detaljerad topografisk bild av ytan.
Vad gör AFM unikt:
* Hög upplösning: Det kan uppnå atomskala upplösning, vilket gör att forskare kan visualisera enskilda atomer och molekyler.
* mångsidighet: AFM kan användas för att studera ett brett spektrum av material, inklusive metaller, polymerer, keramik och biologiska prover.
* Ytkänslighet: Det kan ge detaljerad information om yttopografin, inklusive ytråhet, defekter och till och med arrangemanget av atomer.
* manipulativa kapaciteter: Förutom avbildning kan AFM också användas för att manipulera material vid nanoskala, såsom att trycka, dra eller skära enskilda molekyler.
Applikationer av AFM:
* Materialvetenskap: Studera ytegenskaperna hos material, förstå kristalltillväxt och utveckla nya nanomaterial.
* Biologi och medicin: Undersöka strukturen hos proteiner, DNA och celler och utveckla nya diagnostiska och terapeutiska verktyg.
* Elektronik: Studera tillverkning och prestanda för nanodevices, såsom transistorer och minneschips.
* Datalagring: Utveckla nya tekniker för datalagring av hög densitet.
Sammantaget är AFM ett kraftfullt verktyg som gör det möjligt för forskare att utforska världen för de mycket små och avslöja de intrikata detaljerna om materien på atomnivå.
