میکروسکوپ نیروی اتمی
میکروسکوپ نیروی اتمی(م.ن.ا)[1]* یا میکروسکوپهای نیروی پویشی[2]* در سال ۱۹۸۶ توسط کوئِیْت، بنینگ و گربر[3]* اختراع شد.
مانند تمام میکروسکوپهای پراب پویشی[4]* دیگر، م.ن.ا از یک پراب (probe) تیز که بر روی سطح نمونهٔ تحت بررسی حرکت میکند، استفاده میکند.
در مورد م.ن.ا، نوکی[5]* بر روی کانتیلیور(اهرم) وجود دارد که در اثر نیروی بین نمونه و نوک خم میشود.
با خم شدن کانتیلیور، انعکاس نور لیزر بر روی آشکارسازنوری[6]* جابجا میشود. بدین ترتیب میتوان جابجایی نوک کانتیلیور را اندازهگیری کرد. از آنجایی که کانتیلیور در جابجاییهای کوچک از قانون هوک پیروی میکند، از روی جابجایی کانتیلیور میتوان نیروی برهمکنش بین نوک و سطح نمونه را بدست آورد. و از روی نیروی بین اتمهای سطح نمونه و پراب، میتوان فاصلهٔ بین نوک و سطح نمونه، یا همان ارتفاع آن قسمت از نمونه را بدست آورد.
حرکت پراب بر روی نمونه توسط دستگاه موقعیتیاب بسیار دقیقی انجام میشود که از سرامیکهایپیزوالکتریک ساخته میشود. این پویشگر توانایی حرکت در مقیاس زیر آنگستروم را دارد.
حالتهای کارکرد
حالت تماسی
در این حالت تماسی بین نوک میکروسکوپ و نمونه وجود ندارد و تصویر سازی از نیروی جاذبهٔ بین نوک و نمونه انجام میشود.
حالت بدون تماس
در این حالت نوک میکروسکوپ با نمونه در تماس بوده و تصویر سازی از نیروی دافعهٔ بین نوک و نمونه انجام میشود.
حالت تماس متناوب (ضربهای)
این حالت نیز مانند حالت بدون تماس است با این تفاوت که در حالت تماس متناوب نوک کانتیلیور مرتعش به آرامی با نمونه برخورد میکند. در این روش، تصویرسازی با استفاده از دامنهی ارتعاش کانتیلیور انجام میشود.
مزایا و معایب
·مزایا
oسادگی تهیهٔ نمونه
oاطلاعات دقیق ارتفاع
oقابلیت کار در هوا، خلا و مایعات
oقابلیت مطالعهٔ سیستمهای زیستی زنده
·معایب
oبازهٔ مطالعهٔ عمودی محدود
oبازهٔ بزرگنمایی محدود
oوابستگی اطلاعات بدست آمده به نوع نوک میکروسکوپ
oامکان آسیب دیدن نوک میکروسکوپ یا نمونه