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原子力显微镜AFM
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原子力显微镜(AFM)是一种扫描探针显微技术,其以高分辨率著称,有时也被称作扫描力显微镜(SFM)。这种精密仪器的核心部分是一个末端装配有尖锐尖端的灵敏悬臂,它能够细致地在样品表面上方进行扫描。 当AFM的探针沿着样品表面移动时,探针尖端与样品之间会产生微弱的吸引力或排斥力。这些相互作用力通常是范德华力,但也可能包括其他类型的力,如静电力和由材料特性决定的疏水或亲水相互作用。这些力的微小变化会导致悬臂发生细微的偏转。 为了精确测量这种偏转,AFM利用激光束照射悬臂并反射到一个光电二极管检测器上。随着悬臂的偏转,反射的激光点会在光电二极管上移动,导致其中一个光电二极管接收到更多的光。这一变化被转换成电信号,经过处理后,提供有关悬臂垂直弯曲程度的重要信息。 这些数据随后被传输至控制系统,该系统调整探针相对于样品表面的高度,确保其在扫描过程中跟踪表面的轮廓。通过分析探针高度的连续调整,原子力显微镜最终能够构建出样品表面的三维地形图,为研究人员揭示微观世界的惊人细节。
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