با پیشرفت فناوری و ظهور میکروسکوپ های الکترونی، انواع مختلفی از این میکروسکوپ ها با روشهای کاری مختلفی ایجاد شدند. یکی از انواع میکروسکوپ ها که امروزه کاربرد زیادی دارد، میکروسکوپ نیروی اتمی است. این میکروسکوپ مانند دیگر میکروسکوپ های جدید، از الکترون استفاده نمیکند.
عملکرد این میکروسکوپ بر اساس نیروی بین نوک پروب میکروسکوپ و اتمهای روی سطح است. نوک پراب میکروسکوپ از حدی بیشتر نمیتواند به اتم های روی سطح نزدیک شود و دلیل آن هم نیروی دافعه ای است که بین آن دو ایجاد میشود.
میکروسکوپ نیروی اتمی(Atomic Force Microscope) یا به اختصار AFM، میتواند در مد های مختلفی عمل کند که در زیر به آنها اشاره میشود:
در این مُد، تیپ(نوک پراب) در تماس با سطح است که با حرکت آن روی سطح و جابجا شدن بازو(بالا و پایین رفتن آن بر اساس پستی و بلندی های سطح مورد بررسی)، تصویری از سطح تهیه میشود. برای اندازه گیری های جابه جایی بازو، از یک لیزر استفاده میشود که به بازو میتابد و بازتاب آن روی چند فتودیود کنار هم، اندازه گیری میشود. با جابه جایی بازو، بازتاب پرتو لیزر تابیده شده نیز جایجا شده و در نتیجه میتوان پستی و بلندی های موجود در سطح را اندازه گیری کرد. در شکل زیر، اساس عملکرد میکرسوکوپ های نیروی اتمی نمایش داده شده است.
در حالت تماسی، نوک تیپ در محدوده دافعه قرار دارد و توسط مولکول های سطح نمونه دفع میشود. در عین حال باقی تیپ در ناحیه جاذبه قرار دارد و توسط نمونه جذب خواهد شد. بین این دو نیرو تعادل برقرار شده و تیپ بر اساس برآمدگی های سطح، جابجا میشود.
این حالت سرعت روبش بالایی دارد و برای نمونه های سخت سفت با تغییرات شدید در سطح گزینه مناسبی است.
در این حالت تیپ میکروسکوپ در محدوده فرکانس تشدید، ارتعاش میکند. در این حالت با استفاده از یک پیزو الکتریک، بازو را به نوسان در می آورند. پراب روی سطح حرکت کرده و آنرا روبش میکند. نوک در نزدیکی سطح و بدون برخورد با آن قرار میگیرد تا نیروی جاذبه ضعیف بین تیپ و نمونه را اندازه بگیرد. نیروهای واکنشی دریافت شده در حالت غیرتماسی قدرت تفکیک عمودی بسیار خوبی ایجاد میکند. البته این حالت نمیتواند در محیط مایع کار کند. این مد بیشتر برای هوا مناسب است.
سرعت روبشی این مد نسبت به مد تماسی کمتر است ولی صدمه کمتری به نمونه و تیپ میکروسکوپ وارد میکند.
این حالت نیز مانند حالت بدون تماس است. در این حالت تیرک در حال نوسان است و نوک را برای تماس آهسته به سطح نزدیک میکند. سپس نوک را از سطح دور کرده تا از برخورد و صدمه به آن جلوگیری شود. هنگامی که نوک پروب به سطح نزدیک میشود، دامنه نوسان تیرک کاهش پیدا میکند. با اندازه گیری این دامنه نوسان میتوان به ویژگی های سطحی نمونه پی برد. در این حالت سرعت روبش بسیار پایین است. این حالت برای نمونه های نرم مناسب است.
در فیلم زیر، اصول عملکرد میکروسکوپ نیروی اتمی آموزش داده شده است.
برهمکنش پرتو الکترونی با ماده میکروسکوپهای الکترونی ابزاری مناسب و کارآمد برای کسب اطلاع از ساختار مواد در دنیای نانو هستند. آنها با توجه به ماهیت نور مرئی و اساس کار میکروسکوپهای نوری نسبت به این گونه میکروسکوپها ارجحیت دارند. همان طور که میدانید طول موج نور مرئی بین 400 تا 700 نانومتر است، در […]
سختی چیست به مقاومت هر ماده در برابر تغییر شکل پلاستیک، سختی گفته می شود. سختی، میزان مقاومت سطح ماده در برابر تغییر شکل دائم یا پلاستیک است. از آنجایی که در هنگام تست میزان سختی ماده، نفوذکننده به سطح فشار داده میشود، سختی را میتوان به عنوان میزان مقاومت ماده در برابر نیروی فشاری […]
برای مشاهده نمونههای بالینی در زیر میکروسکوپ، از تکنیکهای متفاوتی استفاده میشود. به کلی، معمولا میکروارگانیسمها را نمیتوان بدون رنگ آمیزی در زیر میکروسکوپ مشاهده کرد (به جز در مواردی خاص، که از میکروسکوپ با مود زمینه تاریک استفاده میشود). در بررسی میکروارگانیسمها، از رنگهای متفاوتی استفاده میشود، که براساس هدف معینی انتخاب میشوند. به […]
1- عمق میدان (Depth of field) عمق میدان فاصلهای است که می توان جسم را درون آن جابجا کرد، بدون آنکه چشم، تغییری در کیفیت تصویر آن تشخیص دهد و بتوان به طور همزمان تصویر واضحی از آن تهیه نمود. توضیحات تکمیلی: عمق میدان فاصله ایست که اگر جسم درون آن جابه جا شود، […]