परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी (AFM)
एक परमाणु बल माइक्रोस्कोप (एएफएम) एक अत्यंत सटीक माइक्रोस्कोप है जो पूरी सतह पर एक नैनोमीटर के आकार की नोक के साथ एक जांच को तेजी से बढ़ाकर एक नमूना का चित्रण करता है। यह एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप से काफी अलग है जो एक नमूने की छवि के लिए प्रतिबिंबित प्रकाश का उपयोग करता है। एक AFM जांच एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की तुलना में बहुत अधिक रिज़ॉल्यूशन प्रदान करती है क्योंकि जांच का आकार दृश्यमान प्रकाश के बेहतरीन तरंग दैर्ध्य की तुलना में बहुत छोटा होता है। अल्ट्रा-हाई वैक्यूम में, एक परमाणु बल माइक्रोस्कोप व्यक्तिगत परमाणुओं की छवि बना सकता है। इसकी अत्यंत उच्च संकल्प क्षमताओं ने AFM को नैनो टेक्नोलॉजी के क्षेत्र में काम करने वाले शोधकर्ताओं के साथ लोकप्रिय बना दिया है।
स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप (एसटीएम) के विपरीत, जो एक सतह को अप्रत्यक्ष रूप से जांचता है और जांच और नमूने के बीच क्वांटम टनलिंग की डिग्री को मापता है, एक परमाणु बल माइक्रोस्कोप में जांच या तो सतह के साथ सीधे संपर्क बनाता है या जांच और नमूने के बीच असंगत रासायनिक अग्रसारण मापता है। ।
एएफएम एक जांच टिप के साथ एक सूक्ष्म कैंटिलीवर का उपयोग करता है जिसका आकार नैनोमीटर में मापा जाता है। एक AFM दो मोडों में से एक में काम करता है: कॉन्टैक्ट (स्टैटिक) मोड और डायनामिक (ऑसिलेटिंग) मोड। स्थिर मोड में, जांच को स्थिर रखा जाता है, जबकि गतिशील मोड में यह दोलन करता है। जब AFM को सतह के करीब लाया जाता है या संपर्क किया जाता है, तो ब्रैकट विक्षेपण करता है। आमतौर पर, ब्रैकट के शीर्ष पर एक दर्पण होता है जो एक लेजर को दर्शाता है। लेजर एक फोटोडायोड पर प्रतिबिंबित करता है, जो सटीक रूप से इसके विक्षेपण को मापता है। जब AFM टिप की दोलन या स्थिति बदल जाती है, तो इसे फोटोडायोड में पंजीकृत किया जाता है और एक छवि बनाई जाती है। कभी-कभी अधिक विदेशी विकल्प का उपयोग किया जाता है, जैसे ऑप्टिकल इंटरफेरोमेट्री, कैपेसिटिव सेंसिंग या पीज़ोरेसिस्टिव (इलेक्ट्रोमैकेनिकल) जांच युक्तियाँ।
एक परमाणु बल माइक्रोस्कोप के तहत, व्यक्तिगत परमाणु एक मैट्रिक्स में फजी ब्लब की तरह दिखते हैं। रिज़ॉल्यूशन की इस डिग्री को प्रदान करने के लिए एक अल्ट्रा-हाई वैक्यूम वातावरण और एक बहुत कड़े कैंटिलीवर की आवश्यकता होती है, जो इसे सतह से चिपके रहने से रोकता है। एक सख्त ब्रैकट के नकारात्मक पक्ष यह है कि विक्षेपण की डिग्री को मापने के लिए अधिक सटीक सेंसर की आवश्यकता होती है।
टनलिंग माइक्रोस्कोपों को स्कैन करना, उच्च-परिशुद्धता माइक्रोस्कोपों का एक अन्य लोकप्रिय वर्ग, आमतौर पर एएफएम की तुलना में बेहतर रिज़ॉल्यूशन होता है, लेकिन एएफएम का एक फायदा यह है कि उनका उपयोग तरल या गैस परिवेश के वातावरण में किया जा सकता है, जबकि एसटीएम उच्च वैक्यूम में संचालित होना चाहिए। यह गीले नमूनों की इमेजिंग के लिए अनुमति देता है, विशेष रूप से जैविक ऊतक। जब अल्ट्रा-हाई वैक्यूम में उपयोग किया जाता है और एक कठोर ब्रैकट के साथ, एक परमाणु बल माइक्रोस्कोप का एसटीएम के समान रिज़ॉल्यूशन होता है।
