Mikroskopie skenovací sondou

Z WikiSkript


Mikroskopie skenovací sondou (SPM – Scanning Probe Microscopy) je odvětví mikroskopie, které získává obraz pomocí sondy pohybující se v těsné blízkosti povrchu vzorku. Obraz se získává pohybem sondy po povrchu vzorku řádek po řádku, výsledný obraz je pak sestaven počítačem.

Mikroskop atomárních sil MM AFM Nanoscope IIIa výrobce Veeco Instruments

Vlastnosti[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Obecné
  • vytváří se trojrozměrný obraz
  • rozlišení závisí na velikosti sondy
  • podle typu sondy možnost detekce různých vlastností povrchu


Výhody
  • možno použít více druhů prostředí (není třeba vakuum)
  • často není potřeba upravovat vzorek
  • velké rozlišení
Nevýhody
  • výsledný obrázek je malý
  • trvá dlouho obrázek pořídit
  • nepřesnosti vzniklé nenulovou velikostí sondy, vibracemi, posuny vzorku atd.

Typy[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

  • STM - scanning tunneling microsopy – mikroskopie tunelovacího proudu
  • CFM - chemical force microscopy – mikroskopie chemických sil
  • MFM - magnetic force microscopy – mikroskopie magnetických sil
  • AFM - atomic force microscopy – mikroskopie atomárních sil

AFM[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Mikroskopie atomárních sil (AFM – atomic force microscopy neboli SFM – scanning force microscopy) je typ mikroskopie skenovací sondou. Umožňuje zobrazit struktury s atomárním rozlišením za pomocí mechanického pohybu sondy po povrchu zkoumaného materiálu. Rozlišení je až v řádu nanometrů a je tedy možno vidět detaily až na úrovni atomů. Mikroskopie atomárních sil se používá k trojrozměrnému zobrazování povrchů.

AFM.png


Princip

K detekci slouží vzájemné meziatomové síly (kapilární síly, van der Waalsovy,…). Sonda se pohybuje po vzorku řádek po řádku a na základě těchto sil mezi atomy vzorku a sondy vytváří počítač výsledný obraz.
Sonda je velmi ostrý hrot upevněný na ohebném nosníku. Nosník se v důsledku působících sil ohýbá. Detekce ohybu nosníku se provádí nejčastěji pomocí laseru. Laserový paprsek dopadá na nosník, od něj se odráží a následně dopadá na fotodetektor. Podle místa dopadu paprsku na fotodetektor se pak určí, nakolik je nosník ohnutý.

Módy

Jsou 3 základní módy
Kontaktní mód: AFM - kontaktni mod.jpg
  • Princip: Hrot se pohybuje přímo po povrchu vzorku.
  • Nevýhody: Mohou nastat potíže, pokud má vzorek velké vertikální nerovnosti, což může způsobit zachycení hrotu nebo poškození vzorku.
Nekontaktní mód: AFM - bezkontaktni mod.jpg
  • Princip: Nosník se sondou osciluje nad vzorkem v určité výšce. Když se dostane do blízkosti vzorku, meziatomové síly změní fekvenci nebo amplitudu oscilace.
Poklepový mód: AFM - poklepovy mod.jpg
  • Princip: Kombinace kontaktního a bezkontaktního módu. V principu funguje jako bezkontaktní mód, ale hrot se při poklepávání vzorku dotýká.

Odkazy[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Související články[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Externí odkazy[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Použitá literatura[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

  • NAVRÁTIL, Leoš a Jozef ROSINA, et al. Medicínská biofyzika. 1. vydání. Praha : Grada, 2005. 524 s. ISBN 80-247-1152-4.