एएफएम परीक्षण और केस अध्ययन
परमाणु बल माइक्रोस्कोप (एएफएम) ब्रैकट पर लक्ष्य जांच के परमाणुओं के बीच बलों को समझने और बढ़ाने के लिए माइक्रोकैंटिलीवर का उपयोग करता है, जिससे परमाणु स्तर के रिज़ॉल्यूशन के साथ पता लगाया जा सकता है। परमाणु बल माइक्रोस्कोप एक विश्लेषणात्मक उपकरण है जिसका उपयोग इंसुलेटर सहित ठोस पदार्थों की सतह संरचना का अध्ययन करने, पदार्थों की सतह संरचना और गुणों की जांच करने और नैनोस्केल रिज़ॉल्यूशन पर सतह संरचना की जानकारी प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है।
परमाणु बल माइक्रोस्कोपी (एएफएम) का प्रमुख घटक एक माइक्रो कैंटिलीवर है जिसके सिर पर नमूने की सतह को स्कैन करने के लिए एक नुकीली जांच होती है। इस प्रकार के कैंटिलीवर का आकार दस से सैकड़ों माइक्रोमीटर तक होता है और यह आमतौर पर सिलिकॉन या सिलिकॉन नाइट्राइड से बना होता है। इसके शीर्ष पर एक जांच है, और जांच टिप की वक्रता त्रिज्या नैनोमीटर सीमा में है। स्थिर ऊंचाई पर स्कैन करते समय, जांच के सतह से टकराने और क्षति होने की संभावना होती है। इसलिए इसे आमतौर पर फीडबैक सिस्टम के माध्यम से बनाए रखा जाता है।
मूल सिद्धांत: जानकारी प्राप्त करने के लिए नमूने की सतह का "अन्वेषण" करने के लिए छोटी जांच का उपयोग करना
परमाणु बल माइक्रोस्कोपी नमूने की सतह आकृति विज्ञान को निर्धारित करने के लिए जांच और नमूने के बीच परमाणु बलों के बीच संबंध का उपयोग करती है। परमाणु बल माइक्रोस्कोपी (एएफएम) में, माइक्रोकैंटिलीवर का एक सिरा स्थिर होता है और दूसरे सिरे पर एक छोटी सुई की नोक होती है। माइक्रोकैंटिलीवर की लंबाई आमतौर पर कुछ माइक्रोमीटर और कई दसियों माइक्रोमीटर के बीच होती है, और सुई की नोक का व्यास आमतौर पर कुछ नैनोमीटर और कई दसियों नैनोमीटर के बीच होता है। जब एएफएम काम कर रहा होता है, तो सुई की नोक हल्के से नमूने की सतह से संपर्क करती है, और टिप और नमूने के बीच संपर्क बल माइक्रोकैंटिलीवर के विरूपण या कंपन का कारण बन सकता है। यह अंतःक्रिया बल वैन डेर वाल्स बल, इलेक्ट्रोस्टैटिक बल, चुंबकीय बल आदि हो सकता है। माइक्रोकैंटिलीवर की विकृति या कंपन का पता लगाकर, नमूना सतह की आकृति विज्ञान और भौतिक गुणों का अनुमान लगाया जा सकता है।
एएफएम में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है और इसका उपयोग विभिन्न सामग्रियों और नमूनों, जैसे धातु, अर्धचालक, सिरेमिक, पॉलिमर, बायोमोलेक्यूल्स इत्यादि की सतह आकृति विज्ञान और भौतिक गुणों का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है। इसके अलावा, एएफएम का उपयोग नैनोमैनिपुलेशन, जैसे नैनोफैब्रिकेशन, नैनोअसेंबली इत्यादि के लिए भी किया जा सकता है।
