دانلود مقالات ISI درباره میکروسکوپ نیروی اتمی + ترجمه فارسی

میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) میکروسکوپ نیروی اتمی همچون میکروسکوپ تونلی روبشی از زیرمجموعه‌های میکروسکوپ پروبی روبشی به حساب می‌آید. این میکروسکوپ از نوکی بسیار تیز برای پروب و نقشه‌برداری از پستی بلندی‌های سطح نمونه استفاده می‌کند. میکروسکوپ نیروی اتمی نیروهای میدان نزدیک بین اتم‌های نوک پروب و اتم‌های سطح نمونه را به جای جریان تونلی، ردیابی می‌کند. از آنجایی که میکروسکوپ نیروی اتمی محدود به سطوح هادی الکتریکی نیست، گسترده‌تر از میکروسکوپ تونلی روبشی مورد استفاده قرار می‌گیرد. مُدهای عملکردی نوک کانتی‌لیور مُد تماسی(Contact Mode) در مد تماسی، تیپ در ناحیه نیروهای دافعه واندروالسی بین اتم های نوک تیپ با سطح و بدون ایجاد ارتعاش روی کانتیلور عمل می کند. دستگاه با یک مکانیسم فید بک انحراف کانتیلور را اندازه گرفته و در یک نقطه ثابت نگاه می دارد. زمانی که تیپ در حال روبش سطح می باشد، تصویربرداری با ثبت ولتاژ اعمال شده به پیزوالکتریک متحرک انجام می شود. مد تماسی برای بررسی سطوح سخت با تیپ های نازک و فوق تیز و سخت مناسب می باشد. مُد غیرتماسی(Non-Contact Mode) در مد غیر تماسی میکروسکوپ نیروی اتمی، تیپ در ناحیه نیروهای جاذبه واندروالسی با سطح و با ایجاد ارتعاش روی کانتیلور عمل می کند. در این حالت کانتیلور در نزدیکی یک فرکانس رزونانس طبیعی، نوسان می کند. سپس نمونه نزدیک می شود تا دامنه کانتیلور به مقدار تعیین شده کاهش یابد. بدین صورت که اثر متقابل تیپ- نمونه باعث کاهش شدید دامنه می شود، وقتی که این فاصله به ابعاد نانومتری رسید، تیپ سطح نمونه را روبش می کند. در این حالت مکانیسم فیدبک دامنه نوسان را اندازه گیری کرده و ثابت نگاه می دارد. این مد بیشتر برای محیط هوا و مایع مناسب می باشد. از آن جایی که نیروی کمتری بر نمونه وارد می شود در نتیجه این روش تخریب کمتری را برای نمونه های نرم و تیپ دربر دارد. مد تماس متناوب یا ضربه‌ای(Tapping Mode) این حالت نیز مانند حالت بدون تماس است با این تفاوت که در حالت تماس متناوب نوک کانتی‌لیور مرتعش به آرامی با نمونه برخورد می‌کند و دامنه نوسان خیلی بزرگتر از حالت بدون تماس است. در این روش، تصویرسازی با استفاده از دامنهٔ ارتعاش کانتی‌لیور انجام می‌شود. شکل شماره ۳ - منحنی نیرو-فاصله شکل ۳ یک منحنی شماتیک نیرو-فاصله را برای میکروسکوپ نیروی اتمی نشان می‌دهد. در فاصلهٔ دور از نمونه، کانتی‌لیور(تیر یکسر گیردار) توسط نیروی بین‌اتمی جذب نمی‌شود و در حالت تعادل آزاد خود است. اما هنگامی که کانتی‌لیور به سطح نمونه نزدیک می‌شود، نیروهای جاذبه کانتی‌لیور را به سمت نمونه جذب می‌کنند. هنگامی که نوک با سطح در تماس است، نیروهای دافعه غالب بوده و کانتی‌لبور را دور می‌کنند. خطوط پررنگ دامنهٔ کار معمول م. ن. اها را در حالت‌های تماسی و بدون تماس نشان می‌دهند. پیکان افقی دراز، دامنهٔ معمول تماس متناوب را نشان می‌دهد. مزایا و معایب مزایا سرعت بالا سادگی تهیهٔ نمونه اطلاعات دقیق ارتفاع قابلیت کار در هوا، خلا و مایعات (بر خلاف میکروسکوپ‌های الکترونی) قابلیت مطالعهٔ سیستم‌های زیستی زنده محدودیت‌ها بازهٔ مطالعهٔ عمودی محدود بازهٔ بزرگنمایی محدود وابستگی اطلاعات بدست آمده به نوع نوک میکروسکوپ امکان آسیب دیدن نوک میکروسکوپ یا نمونه