המעבדה למיקרוסקופיית כוח אטומי

AFM היא שיטה המאפשרת מדידת טופוגרפיה של פני השטח ומאפיינים נוספים של משטחים מוצקים, ברזולוציה אטומית, בניצב לפני השטח. מעבדת ה-AFM מצויידת במכשיר XE-70 AFM  של Park Scientific Corp (קוריאה). המכשיר פועל בכל מצבי המדידה העיקריים של AFM (מגע, ללא מגע, טפיחה, מיקרוסקופיית כוח רוחבית, ועוד). בעוד הרזולוציה האנכית של המכשיר מתקרבת לסדר גודל של אטום בודד, הרזולוציה הרוחבית נקבעת בעיקר ע”י הפרמטרים של המחט (טיפ) המשמשת במדידות. רזולוציות של 5 עד 10 ננומטר ניתנות להשגה באופן שגרתי עם טיפים מסחריים.

היתרון של מכשיר ה- XE-70 הוא הפרדת הסריקה במישור X-Y מהסריקה האנכית (בכיוון Z), הממומשת באמצעות שני סורקים פיאזואלקטריים נפרדים. הדבר מונע זליגת-אותות של כיווני הסריקה X-Y ו-Z (מהותי במקרה של סורקי צינור), ומרחיב באופן משמעותי את טווח הגבהים המקסימלי (בסביבות 12 מיקרומטר) הנגיש למכשיר. המכשיר מצוייד בסורק פיאזואלקטרי בכיווני X-Y בעל טווח סריקה מקסימלי של 40×40 µm2. הסורק הוא מסוג לולאה סגורה, כלומר מצוייד במערכת חיישנים לתזוזה עצמאית, המסירה ביעילות את כל הסטיות שמקורן בסורק.

יישומי ה- AFM כוללים מדידות של טופוגרפיית פני-שטח של שכבות רב-גבישיות דקות (לקביעת גודל גרעינים ומורפולוגיה), התקנים מוליכים-למחצה, משטחים טריבולוגיים, ציפויים קשים ורכים, פולימרים לאחר טיפולי שטח מגוונים, ועוד. לדוגמא, מפת פני שטח של קבוע חיכוך יכולה להיות מושגת במדידה במצב של מיקרוסקופיית כוח רוחבית. מיפוי איכותי של התכונות האלסטיות של משטח ניתן להשגה באמצעות צבירת סיגנל הפאזה במצב המדידות ללא-מגע.

למכשיר ה-AFM מספר יתרונות על פני מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM):

  • תפעול פשוט באופן יחסי, אין צורך בואקום (כלומר, דגמים רטובים או ביולוגיים ניתנים לחקירה);
  • רזולוציה טובה יותר בכיוון Z;
  • ניתן לחקור דגמים מוליכים וגם מבודדים.

השגת תמונת AFM באיכות גבוהה מצריכה זמן רב יותר מאשר ב-SEM (זמן טיפוסי של 20-30 דקות), ולא ניתן לקבל אנליזה ישירה של ההרכב הכימי בפני השטח.

למידע נוסף, ניתן לפנות למיכאל קלינה בטל’:04-8295795

רישום למתקני דיפרקציית קרני X ו-AFM