Cantilever (microscópio)
A agulha de medição de um microscópio de força atômica (AFM) é chamada de cantilever . Isso normalmente consiste em uma superfície de substrato de 3,4 mm de comprimento e 1,6 mm de largura na qual há uma mola em espiral produzida por tecnologia de corrosão , 100 a 300 µm de comprimento, 20 a 80 µm de largura e 1 a 3 µm de espessura. A grande área é usada para fixação na cabeça de medição AFM e como superfície de reflexão, por exemplo, para refletir a luz de um laser a fim de ser capaz de detectar mudanças no movimento. Para este propósito, uma camada de metal é geralmente depositada por vapor na superfície como uma camada reflexiva (bimetal). Como um material de partida para a preparação são geralmente silício - bolacha utilizada como são conhecidos da indústria de semicondutores. Além do silício, o nitreto de silício muito duro (Si 3 N 4 ) também é usado como material para cantiléveres.
_cantilever_in_Scanning_Electron_Microscope,_magnification_1000x.GIF)
_cantilever_in_Scanning_Electron_Microscope,_magnification_3000x.GIF)
_cantilever_in_Scanning_Electron_Microscope,_magnification_50000x.GIF)
A agulha de medição real tem o que é conhecido como uma ponta em sua extremidade dianteira - um ponto que idealmente se estreita para uma largura de apenas alguns átomos. Os raios da ponta são de 10 nm a 15 nm para pontas normais e 5 nm e menos para pontas particularmente afiadas . Devido à sua geometria, os cantilevers são fabricados com uma frequência de ressonância de alguns quilohertz (kHz) até 300 kHz e constantes de mola entre 0,01 N / me várias centenas de N / m.
Para modos de medição individuais, que são descritos em mais detalhes sob o termo microscópio de força atômica , pode ser, para. B. pode ser necessário que o cantilever seja eletricamente condutor. Agulhas de medição pulverizadas ou revestidas a vapor com platina ou ouro são oferecidas para essa finalidade . Existem também pontas AFM com superfícies magnetizáveis nas quais substâncias ferromagnéticas são aplicadas. As camadas usadas têm apenas 10 nm de espessura para não prejudicar o raio da ponta e, portanto, a resolução do dispositivo. Em alguns casos, a parte traseira também é revestida a vapor com alumínio ou ouro para que reflita melhor o feixe de laser com o qual sua deflexão é detectada pelo AFM.
Como alternativa à forma de barra simples, existem também cantiléveres, que são triangulares e afilam para a frente a partir de uma parte larga do substrato. Estes têm uma maior rigidez contra forças de torção , que ocorrem devido ao movimento de varredura horizontal do AFM e geralmente são percebidos como uma perturbação.
literatura
- John E. Sader, Ian Larson, Paul Mulvaney, Lee R. White: Método para a calibração de cantiléveres de microscópio de força atômica. In: Review of Scientific Instruments. 66, 1995, p.3789 , doi : 10.1063 / 1.1145439 .
- John E. Sader, James WM Chon, Paul Mulvaney: Calibração de cantiléveres retangulares do microscópio de força atômica. In: Review of Scientific Instruments. 70, 1999, p. 3967, doi : 10.1063 / 1.1150021 .