Zastosowania i przykłady analiz AFM

STANDARDOWE TRYBY

Oferują możliwość wykonania trójwymiarowych obrazów powierzchni próbek. Rozmiar skanu może wynosić od 60x60 μm do 100x100 nm.

W trybie przerywanego kontaktu pojawi się dodatkowo możliwość ogólnego zbadania rozłożenia materiału w próbce. Przykładem zastosowania może być zbadanie rozłożenia napełniacza w matrycy polimerowej, lub rozłożenie komponentów w materiale kompozytowym.

(kliknij by powiększyć)

photo
Rys. 1. Rozłożenie materiału (z lewej) i topografia (z prawej) materiału polimerowego

 

Mikroskop posiada także możliwość pomiarów w trybie bezkontaktowym. Przydatny jest on podczas badania próbek szczególnie podatnych na uszkodzenia.

photo
Rys. 2. Płatki grafenu na powierzchni krzemu. Obraz wykonany w trybie bezkontaktowym

 

photo
Rys. 3. Nanorurki węglowe na podłożu z miki. Obraz wykonany w trybie bezkontaktowym

 

TRYBY DODATKOWE

Dają możliwość wykonania analizy próbek w środowisku ciekłym. Pomiar takie przydatne są w przypadku próbek, które zmieniają swoje właściwości pod wpływem schnięcia w otoczeniu powietrza. Mowa tu szczególnie o próbkach pochodzenia organicznego. Tryb ten umożliwia także wymianę cieczy i zmianę jej temperatury w trakcie pomiaru.

Mikroskopia przewodnictwa cieplnego (SThm) – Tryb ten bada lokalne właściwości termiczne próbki, i pozwala na generowanie map przewodnictwa cieplnego. Jest on przydatny w poszukiwaniu ścieżek termoprzewodzących w polimerze, kompozycie lub innym materiale.

photo
Rys. 4. Mapa przewodnictwa cieplnego (z lewej) i topografia (z prawej) polimeru

 

Mikroskopia przewodnictwa prądowego (CP-AFM) – Podobnie jak SThm, tryb ten umożliwia badanie i tworzenie map lokalnego przewodnictwa prądowego.

photo
Rys. 5. Mapa przewodnictwa prądowego (z lewej) i topografia (z prawej) membrany chitynowej

 

MFM – Tryb pozwalający na zbadanie lokalnych właściwości magnetycznych powierzchni próbki. W praktyce pozwala na odnalezienie i scharakteryzowanie domen magnetycznych w ferromagnetykach.

photo
Rys. 6. Mapa właściwości magnetycznych (z lewej) i topografia (z prawej) powierzchni dysku twardego

 

Mikroskopia z sondą Kelwina (SKPM) – tryb pozwalający na scharakteryzowanie zmian potencjału powierzchniowego próbki. Pozwala on na tworzenie zarówno map potencjału powierzchniowego, jak i map pracy wyjścia elektronów. Może służyć do charakteryzacji metali i półprzewodników, a także do określania skłonności materiałów do korozji (potencjał powierzchniowy jest z nią ścisłe związany).

PINPOINT – Pozwala na dodatkowe generowanie map zmiany właściwości mechanicznych na powierzchni próbki. Do tych mierzonych właściwości należą:

photo
Rys. 7. Zestaw obrazów wykonanych w trybie PINPOINT dla bakterii naniesionych na podłoże z miki

 

  • Siła i energia adhezji,
  • Rozproszenie energii,
  • Odkształcenie powierzchni,
  • Moduł elastyczności,
  • Sztywność.