Pengujian AFM dan Studi Kasus
Mikroskop gaya atom (AFM) menggunakan mikrokantilever untuk merasakan dan memperkuat gaya antara atom-atom probe target pada kantilever, sehingga mencapai deteksi dengan resolusi tingkat atom. Mikroskop gaya atom merupakan instrumen analisis yang dapat digunakan untuk mempelajari struktur permukaan bahan padat, termasuk isolator, menyelidiki struktur permukaan dan sifat zat, serta memperoleh informasi struktur permukaan pada resolusi skala nano.
Komponen kunci mikroskop gaya atom (AFM) adalah kantilever mikro dengan probe runcing di kepalanya untuk memindai permukaan sampel. Kantilever jenis ini memiliki ukuran berkisar antara sepuluh hingga ratusan mikrometer dan biasanya tersusun dari silikon atau silikon nitrida. Ia memiliki probe di atasnya, dan jari-jari kelengkungan ujung probe berada dalam kisaran nanometer. Saat memindai pada ketinggian konstan, probe kemungkinan besar akan bertabrakan dengan permukaan dan menyebabkan kerusakan. Jadi biasanya dipertahankan melalui sistem umpan balik.
Prinsip dasarnya: Menggunakan probe kecil untuk “menjelajahi” permukaan sampel untuk memperoleh informasi
Mikroskop gaya atom menggunakan hubungan antara gaya atom antara probe dan sampel untuk menentukan morfologi permukaan sampel. Dalam mikroskop kekuatan atom (AFM), salah satu ujung mikrokantilever dipasang dan ujung lainnya memiliki ujung jarum kecil. Panjang mikrokantilever biasanya antara beberapa mikrometer hingga beberapa puluh mikrometer, dan diameter ujung jarum biasanya antara beberapa nanometer hingga beberapa puluh nanometer. Saat AFM bekerja, ujung jarum sedikit bersentuhan dengan permukaan sampel, dan gaya interaksi antara ujung dan sampel dapat menyebabkan deformasi atau getaran pada mikrokantilever. Gaya interaksi ini dapat berupa gaya van der Waals, gaya elektrostatik, gaya magnet, dll. Dengan mendeteksi deformasi atau getaran mikrokantilever, morfologi dan sifat fisik permukaan sampel dapat disimpulkan.
AFM memiliki aplikasi yang luas dan dapat digunakan untuk mempelajari morfologi permukaan dan sifat fisik berbagai bahan dan sampel, seperti logam, semikonduktor, keramik, polimer, biomolekul, dll. Selain itu, AFM juga dapat digunakan untuk manipulasi nano, seperti fabrikasi nano, perakitan nano, dll.
