Mikroskop gaya atom dan aplikasinya
Mikroskop gaya atom adalah mikroskop probe pemindaian yang dikembangkan dari prinsip dasar mikroskop penerowongan pemindaian. Munculnya mikroskop gaya atom tidak diragukan lagi memainkan peran dalam mempromosikan pengembangan nanoteknologi. Mikroskop probe pemindaian diwakili oleh mikroskop kekuatan atom adalah istilah umum untuk serangkaian mikroskop yang menggunakan probe kecil untuk memindai permukaan sampel untuk memberikan pengamatan perbesaran tinggi. Pemindaian AFM dapat memberikan informasi tentang keadaan permukaan berbagai jenis sampel. Dibandingkan dengan mikroskop konvensional, keuntungan dari mikroskop kekuatan atom adalah dapat mengamati permukaan sampel pada perbesaran tinggi di bawah kondisi atmosfer, dan dapat digunakan untuk hampir semua sampel (dengan persyaratan tertentu untuk penyelesaian permukaan), tanpa pemrosesan persiapan sampel lainnya, permukaan sampel dapat diperoleh gambar 3D dari. Itu juga dapat melakukan perhitungan kekasaran, ketebalan, lebar langkah, diagram blok atau analisis ukuran partikel pada gambar topografi 3D yang dipindai.
AFM dapat mendeteksi banyak sampel dan memberikan data untuk penelitian permukaan dan kontrol produksi atau pengembangan proses, yang tidak dapat disediakan oleh pengukur kekasaran permukaan pemindaian konvensional dan mikroskop elektron.
1. Prinsip dasar
Mikroskop gaya atom menggunakan gaya interaksi (gaya atom) antara permukaan sampel deteksi dan ujung probe kecil untuk mengukur topografi permukaan.
Ujung probe berada pada kantilever kecil yang fleksibel, dan ketika probe menyentuh permukaan sampel, interaksi yang dihasilkan terdeteksi dalam bentuk defleksi kantilever. Jarak antara permukaan sampel dan probe kurang dari 3-4nm, dan gaya yang terdeteksi di antara keduanya kurang dari 10-8N. Cahaya dari dioda laser difokuskan pada bagian belakang kantilever. Ketika kantilever membungkuk di bawah gaya, cahaya yang dipantulkan dibelokkan menggunakan sudut defleksi fotodetektor yang peka terhadap posisi. Kemudian data yang terkumpul diproses oleh komputer untuk mendapatkan gambar tiga dimensi dari permukaan sampel.
Probe kantilever lengkap ditempatkan pada permukaan sampel yang dikontrol oleh pemindai piezoelektrik dan dipindai dalam tiga arah dengan lebar langkah 0.1nm atau kurang. Biasanya, sumbu Z yang dikendalikan umpan balik perpindahan kantilever tetap konstan saat pemindaian terperinci (sumbu XY) dilakukan pada permukaan sampel. Nilai sumbu Z yang merupakan umpan balik dari respons pemindaian dimasukkan ke dalam komputer untuk diproses, dan gambar pengamatan (citra 3D) dari permukaan sampel diperoleh.
Kedua, karakteristik mikroskop gaya atom
1. Kemampuan resolusi tinggi jauh melebihi pemindaian mikroskop elektron (SEM), dan pengukur kekasaran optik. Data tiga dimensi dari permukaan sampel memenuhi persyaratan penelitian, produksi, dan pemeriksaan kualitas yang semakin mikroskopis.
2. Non-destruktif, gaya interaksi antara probe dan permukaan sampel kurang dari 10-8N, yang jauh lebih rendah dari tekanan meteran kekasaran stylus sebelumnya, sehingga tidak akan merusak sampel, dan ada tidak ada masalah kerusakan berkas elektron dalam mikroskop elektron pemindaian. Selain itu, pemindaian mikroskop elektron membutuhkan pelapisan sampel non-konduktif, sedangkan mikroskop gaya atom tidak.
3. Dapat digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti pengamatan permukaan, pengukuran ukuran, pengukuran kekasaran permukaan, analisis ukuran partikel, pemrosesan statistik tonjolan dan lubang, evaluasi kondisi pembentukan film, pengukuran langkah ukuran lapisan pelindung, kerataan evaluasi film isolasi interlayer, evaluasi Pelapisan VCD, evaluasi proses perawatan gesekan film berorientasi, analisis cacat, dll.
4. Perangkat lunak ini memiliki fungsi pemrosesan yang kuat, dan ukuran tampilan gambar tiga dimensi, sudut pandang, warna tampilan, dan gloss dapat diatur dengan bebas. Dan dapat memilih jaringan, garis kontur, tampilan garis. Manajemen makro pemrosesan gambar, bentuk penampang dan analisis kekasaran, analisis topografi dan fungsi lainnya.
