Prinsip kerja mikroskop gaya atom dan penerapannya
Mikroskop gaya atom adalah mikroskop probe pemindaian yang dikembangkan berdasarkan prinsip dasar pemindaian mikroskop terowongan. Munculnya mikroskop kekuatan atom tidak diragukan lagi memainkan peran pendorong dalam pengembangan nanoteknologi. Mikroskop probe pemindaian, diwakili oleh mikroskop kekuatan atom, adalah istilah umum untuk serangkaian mikroskop yang menggunakan probe kecil untuk memindai permukaan sampel, sehingga memberikan pengamatan pembesaran tinggi. Pemindaian AFM memberikan informasi tentang keadaan permukaan berbagai jenis sampel. Dibandingkan dengan mikroskop konvensional, keunggulan AFM adalah dapat digunakan untuk mengamati permukaan sampel dengan perbesaran tinggi dalam kondisi atmosfer, dan dapat digunakan untuk hampir semua sampel (dengan persyaratan penyelesaian permukaan tertentu) tanpa memerlukan peralatan apa pun. persiapan sampel lainnya untuk mendapatkan gambar topografi tiga dimensi dari permukaan sampel. Gambar 3D yang dipindai dapat digunakan untuk penghitungan kekasaran, ketebalan, lebar langkah, plot kotak, atau analisis granularitas.
Mikroskop gaya atom dapat memeriksa banyak sampel, menyediakan data untuk studi permukaan dan kontrol produksi atau pengembangan proses yang tidak dapat disediakan oleh pengukur kekasaran permukaan pemindaian konvensional dan mikroskop elektron.
Prinsip dasar
Mikroskop gaya atom menggunakan gaya interaksi (gaya atom) antara permukaan sampel uji dan ujung probe halus untuk mengukur topografi permukaan.
Ujung probe berada pada kantilever bremsstrahlung kecil, dan ketika probe menyentuh permukaan sampel, interaksi yang dihasilkan terdeteksi berupa defleksi kantilever. Jarak antara permukaan sampel dan probe kurang dari 3-4 nm, dan gaya yang terdeteksi di antara keduanya, kurang dari 10-8 N. Cahaya dari dioda laser difokuskan pada bagian belakang kantilever. Saat kantilever membengkok karena gaya, cahaya yang dipantulkan dibelokkan, menggunakan sudut defleksi fotodetektor yang peka terhadap bit. Data yang terkumpul kemudian diolah oleh komputer untuk memperoleh gambar tiga dimensi permukaan sampel.
Probe kantilever lengkap, ditempatkan pada permukaan sampel di bawah kendali pemindai piezoelektrik, dipindai dalam tiga arah dengan langkah 0,1 nm atau kurang pada tingkat akurasi. Umumnya, perpindahan kantilever dijaga tetap di bawah aksi sumbu Z dari kontrol umpan balik saat permukaan sampel disapu secara detail (sumbu XY). Respons terhadap pemindaian adalah umpan balik nilai sumbu Z yang dimasukkan ke dalam pemrosesan komputer, sehingga menghasilkan observasi gambar permukaan sampel (gambar 3D).
Fitur Mikroskop Kekuatan Atom
1. Kemampuan resolusi tinggi jauh melebihi pemindaian mikroskop elektron (SEM), serta instrumen kekasaran optik. Data tiga dimensi pada permukaan sampel untuk memenuhi persyaratan penelitian, produksi, pemeriksaan kualitas semakin mikroskopis.
2. Gaya interaksi non-destruktif, probe dan permukaan sampel sebesar 10-8N atau kurang, jauh lebih kecil dari tekanan instrumen kekasaran stylus sebelumnya, sehingga tidak akan ada kerusakan pada sampel, tidak ada pemindaian berkas elektron mikroskop elektron kerusakan. Selain itu, mikroskop elektron pemindaian memerlukan pelapisan sampel non-konduktif, sedangkan mikroskop gaya atom tidak diperlukan.
3. Berbagai aplikasi, dapat digunakan untuk pengamatan permukaan, penentuan ukuran, penentuan kekasaran permukaan, analisis granularitas, tonjolan dan lubang pemrosesan statistik, evaluasi kondisi pembentukan film, ukuran lapisan pelindung penentuan langkah, evaluasi kerataan film isolasi antar lapisan, evaluasi pelapisan VCD, evaluasi perlakuan gesekan proses film terarah, analisis cacat.
4. Fungsi pemrosesan perangkat lunak yang kuat, gambar tiga dimensinya menampilkan ukurannya, sudut pandang, warna tampilan, kilapnya dapat diatur secara bebas. Dan dapat memilih jaringan, kontur, tampilan garis. Manajemen makro pengolahan citra, analisis bentuk bagian dan kekasaran, analisis morfologi dan fungsi lainnya.
