Wat is atomic force microscopy?

Als je niet zo bezig bent met de microscopen, is het logisch dat je geen idee hebt wat een atomic force microscopy (AFM) is. Het klinkt als een heel moeilijk woord, maar in feite is de betekenis makkelijker te begrijpen dan je nu misschien denkt. Juist daarom zal in deze blog verteld worden wat AMF precies inhoudt. Wil jij alle ins en outs weten van de atomaire krachtmicroscoop? Schroom dan zeker niet om verder te lezen.

Wat houdt het in?

De AFM is dus een microscoop wat een monster afbeeldt. Dit gebeurt door een sonde snel met een punt van nanometer over het oppervlak te verplaatsen. Daarnaast bestaat de  X-ray micro CT en die kan inzoomen op kleine gebieden van een voorwerp en heeft hiermee een hoge resolutie. Dit klinkt als hele moeilijke taal, wat begrijpelijk is. Het gaat bij de AFM-sonde vooral om de resolutiegraad. Deze zogenoemde resolutiegraad is hoger dan die van een optische microscoop. Dit heeft te maken met dat de sonde een stuk kleiner is dan specifieke golflengten van zichtbaar licht. De AFM staat dus voornamelijk bekend om haar hoge resolutie. Onderzoekers die zich verdiepen en expert zijn in nanotechnologie kunnen er geen genoeg van krijgen. 

De AFM is dus niet te verwarren met de STM. De STM beeld namelijk indirect oppervlak af. Dit gebeurt na het meten van het gehalte van kwantumtunneling tussen de probe en het monster. Dit is dus heel anders dan wat de AFM doet. 

Hoe werkt het precies?

De AFM maakt gebruik van een cantilever op microschaal. Dit heeft een specifiek sondepunt en hiervan wordt de grootte wordt gemeten. Deze meting gebeurt in een nanometer. Er zijn twee mod waar de atomic force microscopy mogelijk in kan werken. Dit zijn de contact modus en de dynamische modus. Het verschil tussen de twee? De statische modus gaat om het stilhouden van de  sonde. Dit terwijl het in dynamische modus oscilleert. 

Het is zo dat, zodra de oscillatie van de AFM-tip ander wordt, er een registratie plaatsvindt in de fotodiode. Op deze manier wordt er beeld opgebouwd. Er zijn daarnaast nog vele andere alternatieven, maar dit is de meest gebruikelijke. 

Wat zie je onder een AFM?

Als je kijkt onder een AFM zul je individuele atomen zien. Als je goed kijkt, zijn dit eigenlijk een soort wazige klodders. Dat is waarom je resolutie nodig hebt. Hiervoor heb je een ultrahoog vacuüm omgeving nodig. Daarnaast zou je ook over een stijve cantilever moeten beschikken. Toch is een stijve cantilever niet altijd voordelig. Zo zijn er preciezere sensoren nodig. Anders ie het niet mogelijk om de mate van afbuiging te kunnen meten.

Hoe zit het met scanning tunneling microscopen?

Scanning tunneling microscopen hebben over het algemeen een nog betere resolutie dan AFM’s. Toch kiest men doorgaans voor AMF’s, omdat ze zowel gebruikt kunnen worden in een vloeistofomgeving als in een gasomgeving. Hierdooor kun je gemakkelijk natte monsters afbeelden. Is er sprake van een ultrahoog vacuüm? En ook van een stijve cantilever? Dan heeft de atoomkrachtmicroscoop zeker weten een vergelijkbare resolutie als een STM.

Meer blogs vind je hier.