Mikroskop AFM Çalışma Prensibinin Üç Çalışma Modunun Karşılaştırılması
iletişim modu
Temas modunda, uç her zaman numune ile hafif temas halindedir, sabit yükseklik veya sabit kuvvet modunda tarama yapar. Tarama sırasında uç, numune yüzeyi üzerinde kayar. Tipik olarak, temas modu sabit, yüksek çözünürlüklü görüntüler üretir.
Temas modunda, yumuşak numune taranırsa, iğne ucuyla doğrudan temas nedeniyle numune yüzeyi zarar görebilir. Numuneyi korumak için tarama sırasında numune ile uç arasındaki kuvvet zayıflarsa, görüntü bozulabilir veya artefaktlar elde edilebilir. Aynı zamanda yüzeyin kapiler hareketi de çözünürlüğü azaltacaktır. Bu nedenle, temas modu genellikle biyolojik makromolekülleri, düşük elastik modüllü numuneleri ve taşınması ve deforme olması kolay numuneleri incelemek için uygun değildir.
temassız mod
Temassız modda uç, numune yüzeyinin üzerinde titreşir, numuneyle asla temas etmez ve prob monitörü, van der Waals gibi tahribatsız uzun menzilli kuvvetleri ve görüntülenen numune üzerindeki elektrostatik kuvvetleri saptar. Bu mod mikroskobun hassasiyetini artırsa da, iğne ucu ile numune arasındaki mesafe uzun olduğunda, çözünürlük temas modu ve musluk modundan daha düşüktür ve görüntüleme kararsızdır ve operasyon nispeten zordur. Sıvıda görüntülemenin biyolojide nispeten az uygulaması vardır.
dokunma modu
Dokunma modunda konsol, rezonans frekansına yakın bir yerde titreşmeye zorlanır ve salınan uç, numunenin yüzeyine hafifçe vurarak numune ile aralıklı temas kurar, dolayısıyla buna aralıklı temas modu da denir. Dokunma modu sayesinde ucun numuneye yapışmasını önlemek mümkündür ve tarama sırasında numunede neredeyse hiç hasar olmaz. Vurma modunun ucu yüzeye değdiğinde, ucun yeterli genliğini sağlayarak uç ile numune arasındaki yapışma kuvvetinin üstesinden gelebilir. Aynı zamanda etki eden kuvvet dikey olduğu için yüzey malzemesi yanal sürtünme, sıkıştırma ve kesme kuvvetlerinden daha az etkilenir. Dokunma modunun temassız moda kıyasla diğer bir avantajı, dikey geri besleme sistemini numune ölçümleri için oldukça kararlı ve tekrarlanabilir kılan geniş ve doğrusal çalışma aralığıdır.
the
Dokunma modu AFM, hem atmosferik hem de sıvı ortamlarda elde edilebilir. Atmosferik ortamda, iğne ucu numune ile temas halinde olmadığında, mikro konsol maksimum genlik ile serbestçe salınır; iğne ucu numune yüzeyi ile temas halinde olduğunda, piezoelektrik seramik levha mikro konsolu aynı enerjiyle salınması için uyarsa da, sterik engel mikro konsolu yapar Konsolun genliği azalır, geri besleme sistemi konsolun genliğini kontrol eder. sabit olmalıdır ve iğne ucu, şekil bilgisini elde etmek için yukarı ve aşağı hareket etmek üzere numune yüzeyinin iniş ve çıkışlarını takip eder. Vurma modu ayrıca sıvı içinde çalışmak için uygundur ve sıvının sönümleme etkisi nedeniyle, iğne ucu ile numune arasındaki kesme kuvveti daha küçüktür ve numuneye verilen hasar daha küçüktür, bu nedenle vurma modu görüntüleme sıvı, aktif biyolojik numuneler üzerinde gerçekleştirilebilir Yerinde test, çözelti reaksiyonlarının yerinde takibi, vb.
yanal kuvvet modu
Yanal Kuvvet Mikroskobu (LFM), temas modunda AFM'ye benzer şekilde çalışır. Mikro konsol numunenin üzerinde tarama yaptığında, uç ile numune yüzeyi arasındaki etkileşim nedeniyle konsol sallanır ve kabaca iki deformasyon yönü vardır: dikey ve yatay. Genel olarak konuşursak, lazer konum detektörü tarafından algılanan dikey yöndeki değişiklik, numune yüzeyinin şeklini yansıtır ve yatay yönde algılanan sinyaldeki değişiklik, malzeme yüzeyinin farklı malzeme özelliklerinden dolayı sürtünme katsayısıdır. ayrıca farklı. farklıdır, bu nedenle tarama sürecinde mikro konsolun sol ve sağ distorsiyon dereceleri de farklıdır. Konsolun burulma eğilme derecesi, yüzeyin sürtünme özellikleri değiştikçe artar veya azalır (artan sürtünme, daha fazla burulmaya neden olur). Bir lazer dedektörü, topografyayı ve yanal kuvvet verilerini gerçek zamanlı olarak ayrı ayrı ölçer ve kaydeder. Genellikle, yalnızca numune yüzeyinin farklı bileşenleri mikro konsolun bozulmasına yol açmaz, aynı zamanda numunenin yüzey morfolojisindeki değişiklik de aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi mikro konsolun bozulmasına neden olabilir. . İkisi arasında ayrım yapmak için genellikle LFM görüntüleri ve AFM görüntüleri aynı anda alınmalıdır. Konsolun bozulmasının nedenine bağlı olarak, LFM genellikle malzeme yüzeyinin kompozisyon görüntülerini ve "kenarları geliştirilmiş görüntüleri" elde etmek için kullanılabilir.
