Zastosowania mikroskopu AFM - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/AFM_vol4a.pdf · Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami

Zastosowania mikroskopu AFM

- Badania topografii i struktury powierzchni

- Badanie właściwości fizycznych powierzchni

- Nanolitografia i nanomanipulacja

Dzięki otwartej architekturze mikroskop

AFM może być sprzęgnięty z innymi

metodami charakteryzacji. Najczęściej są

to metody elektryczne i optyczne.

Materiały miękkie: polimery

Zastosowanie stolików chłodząco-grzejących umożliwia obserwację krystalizacji

in-situ. Faza krystaliczna może być obserwowana np. obrazowaniem odchylenia

fazowego.

R. Pearce. J. Vancso, Macromolecules 1997 (30) 5843

Materiały biologiczne

- Badanie powierzchni większych struktur biologicznych (tkanki)

- Badanie pojedynczych komórek

- Badanie części komórek (np. struktura białek)

Metoda AFM umożliwia obserwację

żywych komórek, co jest niemożliwe do

osiągnięcia innymi metodami (np. SEM lub

TEM). Możliwa jest także

nanomanipulacja struktur biologicznych,

badanie reakcji na substancje chemiczne,

badanie działania enzymów itp.

Materiały biologiczne

Y. Dufrene, Journal of Bacteriology 2002 vol. 184 no. 19 5205-5213

Materiały biologiczne

Materiały biologiczne

Single-Molecule Cut-and-Paste Surface Assembly

S.K. Kufer, E.M. Puchner H. Gumpp, T. Liedl, H. E. Gaub, Science 1 February 2008:

Vol. 319 no. 5863 pp. 594-596

Materiały biologiczne: struktura

AFM pozwala badać strukturę materiałów oraz potwierdzać modele struktury

uzyskane na podstawie badań innymi metodami.

Y. F. Dufrêne Nature Reviews Microbiology 2, 451-460 (June 2004)

Półprzewodniki

Kelvin Probe Force (KPFM): dioda laserowa GaAlAs/GaAs n-i-p

www.sciencegl.com

Półprzewodniki

Pomiar lokalnej pojemności (SCM)

pozwala obrazować rozkład koncentracji

nośników – Park Systems. Pomiar

jakościowy - wyznaczamy dC/dV

Charakteryzacja cienkich warstw

AFM sprzężony z analizatorem impedancji działającym przy wysokich częstotliwościach

(network analyzer) pozwala wyznaczyć wartość lokalnej pojemności. Pomiar wymaga

kalibracji wykonanej w podobnych warunkach i konfiguracji jak pomiar.

Źródło: Agilent

Półprzewodniki

Nanoimpedance Microscopy and Spectroscopy

R. Shao, S. V. Kalinin, D. A. Bonnell, MRS Proceedings, 738 (2002)

Przewodniki jonowe : impedancja

Przewodniki jonowe : impedancja

R O’Hayre et al. J. Appl. Phys.,

Vol. 96, No. 6, 15 September 2004

Materiały fotowoltaiczne

Pomiar prądu metodą

kontaktową: Organiczne

ogniwa fotowoltaiczne – X.D.

Dang, Asylum Research

Procesy elektrochemiczne

Skala atomowa

AFM/STM: Określenie ładunku pojedynczych atomów - Leo Gross,

Fabian Mohn, Gerhard Meyer, Science 12 (2009)

Skala atomowa

Powierzchnie krystalicznego krzemu mierzone w warunkach UHV.

www.specs.de

Skala atomowa

Obrazowanie w skali atomowej jest możliwe

również bez użycia wysokiej próżni.

Sokolov, Henderson, and Wicks,

J. Appl. Phys., Vol. 86, No. 10

V. KOUTSOSE, . MANIASG, . TEN BRINKE G. HADZIIOANOU,

Europhys. Lett., 26 (2), pp. 103-107 (1994)

Skala atomowa

Nanomateriały: grafen

Pomiar grubości cienkich warstw może być obarczony dużą

niepewnością.

P. Nemes-Incze, Z. Osvath, K. Kamaras, L.P. Biro,

CARBON 4 6 ( 2 0 0 8 ) 1 4 3 5 –1 4 4 2

Nanomateriały: grafen