Une analyse simplifiée des avantages et des inconvénients de la microscopie à force atomique
Le microscope à force atomique est un microscope qui utilise un micro-porte-à-faux pour détecter et amplifier la force entre la sonde pointue sur le porte-à-faux et les atomes de l'échantillon testé, afin d'atteindre l'objectif de détection, avec une résolution au niveau atomique. Étant donné que le microscope à force atomique peut observer à la fois les conducteurs et les non-conducteurs, il compense les lacunes des microscopes à effet tunnel. Le microscope à force atomique a été inventé par Gerd Binning du centre de recherche d'IBM à Zurich et Calvin Quate de l'université de Stanford en 1985. Son objectif est de fabriquer des non-conducteurs similaires à la méthode d'observation des microscopes à sonde à balayage (SPM). La plus grande différence entre le microscope à force atomique (AFM) et le microscope à effet tunnel (STM) est qu'il n'utilise pas l'effet tunnel d'électrons, mais détecte le contact entre les atomes, la liaison atomique, la force de van der Waals ou l'effet Casimir, etc. Les propriétés de surface de l'échantillon.
Avantages de la microscopie à force atomique :
La microscopie à force atomique présente de nombreux avantages par rapport à la microscopie électronique à balayage. Contrairement aux microscopes électroniques, qui ne fournissent que des images bidimensionnelles, les AFM fournissent de véritables cartes tridimensionnelles des surfaces. Dans le même temps, l'AFM ne nécessite aucun traitement spécial de l'échantillon, tel que le placage de cuivre ou le placage de carbone, qui peut causer des dommages irréversibles à l'échantillon. Troisièmement, les microscopes électroniques doivent fonctionner dans des conditions de vide poussé, tandis que les microscopes à force atomique peuvent bien fonctionner sous une pression normale et même dans des environnements liquides. Cela peut être utilisé pour étudier des macromolécules biologiques et même des tissus biologiques vivants.
Inconvénients de l'AFM :
Comparé à la microscopie électronique à balayage, les inconvénients de l'AFM sont que la plage d'imagerie est trop petite, la vitesse est lente et elle est trop affectée par la sonde. Le microscope à force atomique est un nouveau type d'instrument à haute résolution de niveau atomique inventé après le microscope à effet tunnel. Il peut détecter les propriétés physiques de divers matériaux et échantillons dans la région du nanomètre, y compris la morphologie, ou effectuer directement une manipulation nanométrique ; Il a été largement utilisé dans les domaines des semi-conducteurs, des nanomatériaux fonctionnels, de la biologie, de l'industrie chimique, de l'alimentation, de la recherche pharmaceutique et de divers sujets liés aux nanotechnologies dans les instituts de recherche scientifique, et est devenu un outil de base pour la recherche en nanosciences.
Comparé au microscope à effet tunnel, le microscope à force atomique a une applicabilité plus large car il peut observer des échantillons non conducteurs. Le microscope à force de balayage, largement utilisé dans la recherche scientifique et l'industrie, est basé sur le microscope à force atomique.
