дослідження біологічних об'єктів.
Рис. 13.
Необхідно було вирішити безліч технічних проблем: як уникнути механічних вібрацій, що призводять до зіткнення вістря з поверхнею (м'яка підвіска), які сили діють між зразком і вістрям (до створення АСМ), як переміщати вістрі з такою високою точністю (п'єзоелектрик), як приводити зразок і вістря в контакт (спеціальний тримач), як уникнути теплових флуктуацій (використання не ниткоподібних кристалів з великими пружними константами, низькі темеператури), форма вістря і її отримання (на поверхні основного вістря існують мініострія - спочатку використовувалися вони, потім за допомогою самого процесу тунелювання - сильне вакуумне електричне поле при напрузі всього лише кілька вольт викликало міграцію іонів (випаровування).
Принциповим властивістю електронної, оптичної, ядерної мікроскопій є, то що кожна частка, провзаємодіяти із зразком, будь то атом або субатомні об'єкти, є зондом. Однак, у даного методу є свої мінуси і плюси. Так квантовий принцип невизначеності, який говорить, що визначення одночасно імпульсу і координати об'єкта дослідження, можливе тільки з певною точністю, змушує збільшувати імпульс реєструючих частинок (енергію), що пов'язано зі створенням спеціальних технологій. Збільшення імпульсу реєструючих частинок (наприклад, електрони в ПЕМ досягають енергій до 1000 кеВ) створює проблеми із стійкістю об'єкта до руйнування. Однак плюсом є той факт, що одночасно виходить інформація відразу з відносно великої ділянки поверхні, що дозволяє використовувати даний метод для in-situ досліджень. Так само головним недоліком даного виду мікроскопії можна назвати умова відносного вакууму, для отримання більш менш якісного зображення.
Атомно-силова мікроскопія дозволяє обробляти зразки в атмосфері, однак, головним її недоліком є ??відсутність одночасної інформації про всій поверхні, - в кожен момент часу ми маємо інформацію тільки від ділянки безпосередньо регістріруюемого зондом. Це не дозволяє використовувати in-situ методику. Атомно-силова мікроскопія дозволяє отримувати інформацію про поверхневому заряді, про поверхневої ємності, про поверхневої провідності, про магнітні властивості. Дозволяє вимірювати ці параметри навіть крізь плівку рідини.
Режими сканування
Існують контактний, безконтактна і напівконтактному або резонансний режими сканування поверхні. Контактний метод полягає в тому, що кантилевер безпосередньо стосується поверхні і повторює її форму у міру проходження поверхні.
Безконтактний і напівконтактному режим характеризуються додатковою умовою сканування, яке дозволяє здійснити більш щадне і більш тонке сканування поверхні. Кантілевер жорстко зв'язується з окремим П'єзоелемент і коливається зі своєю резонансною частотою. При взаємодії з поверхнею збивається фаза, і спеціальний синхронний детектор намагається вирівняти частоту за допомогою сигналу зворотного зв'язку. Таким чином, тепер детектується крім відхилення амплітудного також відхилення фазовий. У цьому режимі кантилевер як би постукує по поверхні.
Основні моди роботи:
. Контактна мода.
Топографія. F=const.
Вимірювання сил. Z=const.
Вимірювання сил тертя.
...
