Mikroskopi Sistemleri
Mikroskopi, çıplak gözle görülemeyen maddeleri ya da yapıları görüntülemek üzere geliştirilmiş teknikler bütünüdür. Mikroskopinin iyi bilinen üç dalı vardır: optik, elektron ve taramalı prob mikroskobu.
Optik mikroskopi ve elektron mikroskobu, numune ile etkileşime giren elektromanyetik radyasyonun/elektron ışınlarının kırınımını, yansımasını veya kırılmasını, bir görüntü oluşturmak için saçılan radyasyonun veya başka bir sinyalin toplanmasını içerir. Bu işlem, numunenin geniş alan ışınlaması ile (örneğin standart ışık mikroskobu ve transmisyon elektron mikroskobu) veya numune üzerinde ince bir ışın taranarak (örneğin konfokal lazer tarama mikroskobu ve taramalı elektron mikroskobu) gerçekleştirilebilir.
Taramalı prob mikroskopisi, bir probun ilgilenilen malzemenin yüzeyi ile etkileşimini kullanarak yüzeyin taranması işlemidir. Taramalı prob mikroskobu (SPM) alanı, 1980'lerin başında taramalı tünelleme mikroskobunun (STM) icadıyla başladı. Devamında atomik kuvvet mikroskobunun (AFM) icadıyla büyük bir atılım yaşandı ve o zamandan beri nano ölçekli karakterizasyon ve ölçümlerde devrim yaratmaya devam ediyor. Bugün AFM, en popüler SPM türüdür ve AFM ve SPM terminolojisinin sıklıkla eşanlamlı olarak kullanılmasına neden olur.
AFM, çok çeşitli mekanik özellikleri (ör. yapışma, sertlik, sürtünme, dağılma), elektriksel özellikleri (ör. kapasitans, elektrostatik kuvvetler, iş fonksiyonu, elektrik akımı), manyetik özellikleri ve optik spektroskopik özellikleri karakterize edebilir. Görüntülemeye ek olarak AFM probu, litografi ve moleküler çekme deneylerinde alt tabakaları manipüle etmek, yazmak ve hatta çekmek için kullanılabilir.
Esnekliği nedeniyle atomik kuvvet mikroskobu, optik ve elektron mikroskobunun yanı sıra malzeme karakterizasyonu için yaygın bir araçtır ve nanometre ölçeği ve ötesine kadar çözünürlükler elde edebilir. AFM, ultra yüksek vakumdan sıvılara kadar farklı ortamlarda çalışabilir ve bu nedenle fizik ve kimyadan biyoloji ve malzeme bilimine kadar tüm disiplinleri kapsar.