원자력 현미경 (AFM)은 무엇입니까?

AFM (Atomic Force Microscope)은 표면을 가로 질러 나노 미터 크기의 팁으로 프로브를 빠르게 움직여 샘플을 이미지화하는 매우 정확한 현미경입니다.이것은 반사 광을 사용하여 샘플을 이미지화하는 광학 현미경과는 상당히 다릅니다.AFM 프로브는 프로브의 크기가 가시 광의 가장 훌륭한 파장보다 훨씬 작기 때문에 광학 현미경보다 훨씬 높은 해상도를 제공합니다.매우 높은 진공 상태에서, 원자력 현미경은 개별 원자를 이미지화 할 수 있습니다.매우 높은 해상도 기능은 AFM을 나노 기술 분야에서 일하는 연구원들에게 인기를 끌었습니다.

스캐닝 터널링 현미경 (STM)과 달리 프로브와 샘플 사이의 양자 터널링 정도를 측정함으로써 표면을 간접적으로 이미지로 만들었습니다.원자력 현미경 프로브는 표면과 직접 접촉하거나 프로브와 샘플 사이의 초기 화학적 결합을 측정합니다.AFM은 크기가 나노 미터로 측정되는 프로브 팁이있는 마이크로 스케일 캔틸레버를 사용합니다.AFM은 두 가지 모드 중 하나 인 접촉 (정적) 모드와 동적 (진동) 모드로 작동합니다.정적 모드에서는 프로브가 여전히 유지되고 동적 모드에서는 진동이 발생합니다.AFM이 표면에 가까이 있거나 접촉하면 캔틸레버가 편향됩니다.일반적으로 캔틸레버 위에는 레이저를 반영하는 거울이 있습니다.레이저는 포토 다이오드에 반영되어 편향을 정확하게 측정합니다.AFM 팁의 진동 또는 위치가 변경되면 포토 다이오드에 등록되고 이미지가 쌓입니다.광학 간섭계, 용량 성 감지 또는 압전 저항성 (전자 기계) 프로브 팁과 같은 때때로 더 이국적인 대안이 더 많이 사용됩니다.이러한 해상도를 제공하려면 매우 높은 진공 환경과 매우 뻣뻣한 캔틸레버가 필요하므로 근거리에서 표면에 달라 붙는 것을 방지합니다.뻣뻣한 캔틸레버의 단점은 편향 정도를 측정하기 위해보다 정확한 센서가 필요하다는 것입니다.STM은 액체 또는 가스 주변 환경에서 사용할 수 있지만 STM은 높은 진공 상태에서 작동해야합니다.이것은 습식 샘플, 특히 생물학적 조직의 영상을 허용합니다.매우 높은 진공 상태에서 뻣뻣한 캔틸레버로 사용될 때 원자력 현미경은 STM과 유사한 해상도를 갖습니다.