1.原子力顯微鏡是如何工作的?
AFM原子力顯微鏡通過測量針尖(<10nm)與材料表面原子之間作用力在一個(gè)很短的距離里(0.2nm-10nm),來獲取材料表面三維納米尺度成像。 針尖由懸臂支撐,當(dāng)針尖緩慢觸碰材料表面會(huì)儀器會(huì)記錄下針尖與表面相互作用力的變化。
2.那么如何測量這個(gè)力呢?
其實(shí)這個(gè)問題并不難回答,首先probe是由一個(gè)cantilever支撐的,這個(gè)cantilever擁有很好的彈性并且已經(jīng)得知了它的spring constant(彈性系數(shù))這樣我們就可以用初中學(xué)過的胡克定律:
F=-K*X
來解決這個(gè)問題,然后X的測量就是上圖中所提到的利用激光或者也有直接使用壓電材料來得到位置變化從而測得力的大小。
3.測量的是什么力?
雖然直面翻譯是原子力(Atomic Force)但說白了其實(shí)是就是初中就學(xué)過的范德華力(其實(shí)還有其他的)
范德華力是一種大家都比較熟悉的分子間作用力,四大力中屬于電磁力的范疇。