Ventajas y desventajas de las sondas de microscopio de fuerza atómica

Las sondas AFM se preparan básicamente procesando Si o Si3N4 utilizando tecnología MEMS. El radio de la punta de la sonda es generalmente de 10 a decenas de nm. Los microvoladizos suelen estar hechos de obleas de silicio o nitruro de silicio, con una longitud de 100 ~ 500 μm y un espesor de aproximadamente 500 nm ~ 5 μm. Un microvoladizo de silicio típico tiene aproximadamente 100 μm de largo, 10 μm de ancho y unas pocas micras de espesor.

Los microscopios en diferentes campos de aplicación se desarrollan utilizando diferentes fuerzas de interacción entre sondas y muestras, como AFM (Van De Maner), microscopio de fuerza electrostática EFM (fuerza electrostática), microscopio de fuerza magnética MFM (fuerza magnetostática estática). ), microscopio de fuerza lateral LFM (fuerza de deflexión lateral de la sonda), por lo que diferentes tipos de microscopios tienen sondas correspondientes.

Las sondas de los microscopios de fuerza atómica incluyen principalmente los siguientes tipos:

(1), punta sin contacto/modo de golpeteo y sonda de modo de contacto: los productos más utilizados, de alta resolución. , Vida útil media. La sonda se desgasta constantemente durante el uso y la resolución se reduce fácilmente. Principales usos y observación de la morfología superficial.

(2) Sonda conductora: la sonda ordinaria está recubierta con Pt de 10-50 nm de espesor (y otros metales para mejorar la fuerza de unión del recubrimiento, como Cr, Ti, Pt, Ir). . Las sondas conductoras se utilizan en EFM, KFC, SCM, etc. La resolución de la sonda conductora es peor que la del método de contacto. El revestimiento conductor se cae fácilmente durante el uso, lo que dificulta mantener la conductividad durante mucho tiempo. Los nuevos productos de puntas conductoras incluyen puntas de nanotubos de carbono, puntas recubiertas de diamante, puntas totalmente de diamante y puntas totalmente de alambre. Estas nuevas tecnologías superan las deficiencias de las puntas conductoras ordinarias, como su corta vida útil y su baja resolución.

(3) Sonda magnética: se utiliza en MFM, que se fabrica recubriendo cobalto, hierro y otras capas ferromagnéticas en sondas de contacto y grifos comunes. La resolución es peor que la de las sondas normales y el revestimiento conductor se cae fácilmente durante el uso.

(4) Sonda de relación de aspecto grande: la sonda de relación de aspecto grande está especialmente diseñada y producida para medir ranuras profundas y lados casi verticales. Características: Producto poco utilizado, alta resolución, vida útil media. Parámetros técnicos: altura de la punta > 9 μm; relación de aspecto 5:1; radio de la punta

(5) Sonda AFM de carbono tipo diamante/sonda de diamante completa: primero, la punta de la sonda de silicio agrega una capa de película de carbono similar a un diamante, y el segundo es preparar material totalmente de diamante (muy caro). Ambas sondas de diamante de carbono son muy duraderas, lo que reduce el desgaste de la punta y aumenta la vida útil.

También existen sondas biológicas (funcionalización molecular), sondas de modulación de fuerza y ​​sondas de indentación.