Microscope à force atomique
Les microscopes à force atomique (AFM) sont un type de microscope. Les AFM fournissent des images d'atomes sur ou dans des surfaces. Comme le microscope électronique à balayage (MEB), l'objectif de l'AFM est d'observer des objets au niveau atomique. En fait, l'AFM peut être utilisé pour examiner des atomes individuels. Il est couramment utilisé dans le domaine des nanotechnologies.
L'AFM peut faire certaines choses que le SEM ne peut pas faire. L'AFM peut fournir une résolution plus élevée que le SEM. De plus, l'AFM n'a pas besoin de fonctionner dans le vide. En fait, l'AFM peut fonctionner dans l'air ambiant ou dans l'eau, il peut donc être utilisé pour voir les surfaces d'échantillons biologiques comme des cellules vivantes.
L'AFM fonctionne en utilisant une aiguille ultrafine fixée à une poutre en porte-à-faux. La pointe de l'aiguille passe sur les crêtes et les vallées du matériau à imager, "sentant" la surface. Lorsque la pointe se déplace vers le haut et vers le bas en raison de la surface, le cantilever dévie. Dans une configuration de base, un laser éclaire le cantilever sous un angle oblique et permet de mesurer directement la déviation du cantilever en modifiant simplement l'angle d'incidence du faisceau laser. De cette manière, une image peut être créée, révélant la configuration des molécules dont la machine produit l'image.
Il existe de nombreux modes de fonctionnement différents pour un AFM. L'un d'eux est le "mode contact", dans lequel la pointe est simplement déplacée sur la surface et les déviations en porte-à-faux sont mesurées. Un autre mode est appelé "mode de frappe", car la pointe est frappée contre la surface lorsqu'elle se déplace. En contrôlant la force avec laquelle la pointe est tapée, l'AFM peut s'éloigner de la surface lorsque l'aiguille sent une crête, de sorte qu'elle ne heurte pas la surface lorsqu'elle se déplace en travers. Ce mode est également utile pour les échantillons biologiques, car il est moins susceptible d'endommager une surface molle. Ce sont les modes de base les plus couramment utilisés. Cependant, il existe différents noms et méthodes tels que "mode de contact intermittent", "mode sans contact", "mode dynamique" et "mode statique" et plus encore, mais ce sont souvent des variations des modes de frappe et de contact décrits ci-dessus.
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce qu'un microscope à force atomique (AFM) ?
R : Un microscope à force atomique (AFM) est un type de microscope qui fournit des images d'atomes sur ou dans des surfaces. Il peut être utilisé pour observer des atomes individuels et est couramment utilisé en nanotechnologie.
Q : Comment fonctionne l'AFM ?
R : L'AFM fonctionne en employant une aiguille ultrafine attachée à une poutre cantilever. La pointe de l'aiguille passe sur les crêtes et les vallées du matériau dont on prend l'image, "sentant" la surface. Lorsque la pointe monte et descend en raison de la surface, le cantilever dévie. Dans une configuration de base, un laser brille sur le cantilever à un angle oblique, ce qui permet de mesurer directement la déviation du cantilever en changeant son angle d'incidence pour le faisceau laser. Cela crée une configuration révélant l'image des molécules qui sont imagées par la machine.
Q : Quels sont les avantages des AFM par rapport aux microscopes électroniques à balayage (MEB) ?
R : Les AFM offrent une résolution plus élevée que les MEB et n'ont pas besoin de fonctionner dans le vide comme les MEB - ils peuvent fonctionner dans l'air ambiant ou dans l'eau, ce qui leur permet d'être utilisés avec des échantillons biologiques tels que des cellules vivantes sans les endommager.
Q : Quels sont les modes de fonctionnement des AFM ?
R : Les modes de fonctionnement couramment utilisés pour les AFM comprennent le mode contact, dans lequel la pointe est simplement déplacée sur la surface et les déviations du cantilever sont mesurées ; le mode tapotement, dans lequel la pointe est tapée contre la surface pendant qu'elle se déplace ; le mode contact intermittent ; le mode sans contact ; le mode dynamique ; le mode statique ; et plus encore - ce sont souvent des variations des modes tapotement et contact décrits ci-dessus.
Q : En quoi le mode de taraudage diffère-t-il du mode de contact ?
R : Le mode de tapotement diffère du mode de contact parce que lorsqu'on utilise le mode de tapotement, la pointe tape contre la surface au fur et à mesure qu'elle se déplace au lieu de la traverser - cela lui permet de s'éloigner de la surface lorsque l'aiguille sent l'arête, de sorte qu'elle ne heurte pas la surface lorsqu'elle la traverse, ce qui est utile pour les surfaces molles telles que les échantillons biologiques, car il est moins probable de les endommager de cette façon.
