מיקרוסקופ כוח אטומי

מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) הוא מיקרוסקופ ברזולוציה גבוהה מאוד. רזולוציה היא היכולת להבחין בפרטים קטנים. הרזולוציה של ה‑AFM יכולה להגיע עד לאנגסטרם בודד, אנגסטרם היא יחידת אורך זעירה. המכשיר הומצא בשנת 1986 ומשמש לחקר חומרים בקנה מידה ננומטרי, לצורכי דימות ומדידה. הוא יעיל במיוחד לבדיקת פני השטח של חומרים.

העיקרון מבוסס על כוחות משיכה ודחייה בין ראש קטן לחומר שמסומן כ‑tip (חיישן). ה‑tip נע על פני הדגם בשני צירים. כשהוא קרוב לפני השטח פועלים כוחות שונים, כמו כוחות ואן דר ואלס, חשמליים, מגנטיים, קפילריים וקזימריים. הכוחות משנים את מיקום ה‑tip ואת המכלול (cantilever) שמחזיק אותו. תנועת המכלול נמדדת בדרך כלל בעזרת קרן לייזר שמוחזרת לגלאי. השינוי באור מתורגם לשינוי בגובה פני השטח. מהסריקה מקבלים טופוגרפיה תלת‑ממדית של הדגם, אבל לא מידע על הרכב החומר.

יתרונות מרכזיים: רזולוציה מאוד גבוה, תמונה תלת־ממדית, אין צורך בציפוי או בריק גבוה, וכמעט תמיד ניתן לעבוד גם בסביבה נוזלית, דבר חשוב למדעי החיים. חסרונות עיקריים: המדידה איטית יחסית, שטח וסדרי גובה קטנים שמדדו, ולכן השיטה מתאימה לדגימות זעירות בלבד.

מיקרוסקופ כוח אטומי הוא כלי לראות דברים זעירים מאוד. הוא נוצר ב‑1986. רזולוציה פירושה לראות פרטים קטנים. המיקרוסקופ יכול לראות עד לאנגסטרם, זו יחידה מאוד קטנה.

יש ראש קטן שמרגיש את המשטח. הראש נקרא tip (חיישן). הוא מחובר לזרוע דקה שנקראת cantilever. כשהראש מתקרב למשטח פועלים כוחות שונים. הכוחות האלה מזיזים את ה‑cantilever. קרן לייזר עוקבת אחרי התזוזה. בעזרת זה בונים מפת גובה תלת‑ממדית של המשטח. המפה מראה רק את צורת המשטח, לא מאיזה חומר הוא עשוי.

הטוב: רואה פרטים קטנים, מראה בצורה תלת‑ממדית, לא חייב לעבוד בריק ואפשר גם לבדוק בחומר נוזלי. הפחות טוב: הבדיקה לוקחת זמן, והאזור הנמדד קטן. לכן משתמשים בו בשביל דגימות ממש קטנות.