Mikroskop AFM ish printsipining uchta ish rejimini taqqoslash
aloqa rejimi
Aloqa rejimida uchi doimo namuna bilan engil aloqada bo'lib, doimiy balandlikda yoki doimiy kuch rejimida skanerlanadi. Skanerlash vaqtida uchi namuna yuzasi ustida siljiydi. Odatda, kontakt rejimi barqaror, yuqori aniqlikdagi tasvirlarni ishlab chiqaradi.
Kontakt rejimida, agar yumshoq namuna skanerdan o'tkazilsa, igna uchi bilan bevosita aloqa qilish tufayli namuna yuzasi shikastlanishi mumkin. Agar namunani himoya qilish uchun skanerlash vaqtida namuna va uchi orasidagi kuch zaiflashsa, tasvir buzilishi yoki artefaktlar olinishi mumkin. Shu bilan birga, sirtning kapillyar ta'siri ham piksellar sonini kamaytiradi. Shuning uchun aloqa rejimi odatda biologik makromolekulalar, past elastik modulli namunalar va oson ko'chiradigan va deformatsiyalanadigan namunalarni o'rganish uchun mos emas.
kontaktsiz rejim
Kontaktsiz rejimda uchi namuna yuzasi ustida tebranadi, namuna bilan hech qachon aloqa qilmaydi va zond monitori tasvirlangan namunadagi van der Waals va elektrostatik kuchlar kabi buzilmaydigan uzoq masofali kuchlarni aniqlaydi. Ushbu rejim mikroskopning sezgirligini oshirsa-da, igna uchi va namuna orasidagi masofa uzoq bo'lsa, piksellar sonini aloqa rejimi va teginish rejimidan pastroq bo'ladi va tasvir beqaror va operatsiya nisbatan qiyin. Suyuqlikda tasvirlash biologiyada nisbatan kam qo'llaniladi.
teginish rejimi
Tegish rejimida konsol o'zining rezonans chastotasi yaqinida tebranishga majbur bo'ladi va tebranuvchi uchi namuna yuzasiga sekin tegib, namuna bilan intervalgacha aloqa qiladi, shuning uchun uni intervalgacha aloqa rejimi deb ham ataladi. Bosish rejimi tufayli uchning namunaga yopishib qolishining oldini olish mumkin va skanerlash vaqtida namunaga deyarli zarar yetkazilmaydi. Tegish rejimining uchi sirtga tegsa, uchning etarli amplitudasini ta'minlash orqali uchi va namuna o'rtasidagi yopishtiruvchi kuchni engib o'tishi mumkin. Shu bilan birga, ta'sir qiluvchi kuch vertikal bo'lganligi sababli, sirt materialiga lateral ishqalanish, siqish va kesish kuchlari kamroq ta'sir qiladi. Kontaktsiz rejimga nisbatan teginish rejimining yana bir afzalligi - katta va chiziqli ish diapazoni, bu vertikal qayta aloqa tizimini juda barqaror va namunaviy o'lchovlar uchun takrorlanadigan qiladi.
the
AFM teginish rejimi atmosfera va suyuq muhitda ham mavjud. Atmosfera muhitida igna uchi namuna bilan aloqa qilmasa, mikrokantilever maksimal amplituda bilan erkin tebranadi; igna uchi namuna yuzasi bilan aloqa qilganda, piezoelektrik keramik varaq mikrokantileverni bir xil energiya bilan tebranishga qo'zg'atsa-da, sterik to'siq mikrokantileverni qiladi Konsolning amplitudasi pasayadi, qayta aloqa tizimi konsolning amplitudasini boshqaradi. doimiy bo'lib, igna uchi shakl ma'lumotlarini olish uchun yuqoriga va pastga siljitish uchun namuna yuzasining yuqoriga va pastga tushishini kuzatib boradi. Tegish rejimi suyuqlikda ishlash uchun ham javob beradi va suyuqlikning namlash ta'siri tufayli igna uchi va namuna o'rtasidagi kesish kuchi kichikroq va namunaga zarar kichikroq, shuning uchun teginish rejimini tasvirlash suyuqlik faol biologik namunalar bo'yicha amalga oshirilishi mumkin Saytda sinov, eritma reaktsiyalarini joyida kuzatish va boshqalar.
lateral kuch rejimi
Lateral Force Microscopy (LFM) kontakt rejimida AFMga o'xshash ishlaydi. Mikro-konsol namunani skanerlaganda, uchi va namuna yuzasi o'rtasidagi o'zaro ta'sir tufayli konsol tebranadi va deformatsiyaning taxminan ikkita yo'nalishi mavjud: vertikal va gorizontal. Umuman olganda, lazer pozitsiyasi detektori tomonidan aniqlangan vertikal yo'nalishning o'zgarishi namuna yuzasining shaklini aks ettiradi va gorizontal yo'nalishda aniqlangan signalning o'zgarishi material yuzasining turli xil moddiy xususiyatlari tufayli ishqalanish koeffitsienti hisoblanadi. ham boshqacha. har xil, shuning uchun skanerlash jarayonida mikrokantileverning chap va o'ng buzilish darajalari ham farq qiladi. Konsolning burilish egilish darajasi sirtning ishqalanish xususiyatlarining o'zgarishi bilan ortadi yoki kamayadi (ishqalanish kuchayishi kattaroq buralishga olib keladi). Lazer detektori topografiya va lateral kuch ma'lumotlarini real vaqtda alohida o'lchaydi va qayd etadi. Odatda, namuna yuzasining turli tarkibiy qismlari nafaqat mikrokonsolning buzilishiga olib kelishi mumkin, balki namunaning sirt morfologiyasining o'zgarishi ham quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, mikrokontileverning buzilishiga olib kelishi mumkin. . Ikkalasini farqlash uchun odatda LFM tasvirlari va AFM tasvirlarini bir vaqtning o'zida olish kerak. Konsolning buzilishining sababiga qarab, LFM odatda kompozitsion tasvirlarni va material yuzasining "qirrasi yaxshilangan tasvirlarni" olish uchun ishlatilishi mumkin.
