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AFM5100N

Scanning Probe Microscopy (SPM), que em Português significa Microscopia de Varredura por Sonda, é um ramo da microscopia que teve sua invenção no início dos anos 80 relacionado ao desenvolvimento da técnica Scanning Tunneling Microscopy (STM), que é uma das aplicações desse equipamento.

Genericamente chamado de Atomic Force Microscope, ou Microscópio de Força Atômica em Português, um cantilever (probe ou ponteira) é “arrastado” pela superfície de uma amostra nos eixos X, Y e Z, revelando diversas informações úteis para o pesquisador, tais como: topografia, fase, distribuição de partículas nano, distribuição elétrica, distribuição magnética, entre muitas outras.

Diferenciais do AFM5100N

Equipamento de bancada, multifuncional e com grande facilidade de operação.

Através da tecnologia Self-Sensing, o equipamento é capaz de ajustar automaticamente o sistema do probe, não sendo necessária a intervenção do usuário para o ajuste do laser.

Com o modo SIS (Sampling Intelligent Scan), o probe somente se aproxima da amostra no momento da medida, e sua velocidade é controlada automaticamente pelo equipamento. O resultado é a grande diminuição das interferências causadas pelo scan como o arrasto e a deformação da amostra e do probe, gerando uma imagem de melhor qualidade e definição.

Realiza medidas em meio líquido, ideal para amostras biológicas!

Com a nova eletrônica, a função RealTune II escolhe automaticamente os melhores parâmetros de amplitude, força de contato, velocidade e ganho de feedback de modo a extrair a melhor qualidade possível com o mínimo de esforço do usuário.

 Principais Aplicações

Não apenas é possível verificar a topografia da amostra, mas através da combinação de outros modos, é possível determinar também a rugosidade da amostra, adesão, presença de outros elementos/materiais, espalhamento de resistência elétrica, domínio magnético, entre muitos outros.

SPM é utilizado nos mais diversos campos de estudos, incluindo:

  • Orgânicos e polímeros;
  • Semicondutores e eletrônicos;
  • Inorgânico;
  • Metal, Dielétricos, Substancias magnéticas;
  • Corpo vivo;

Com SPM e sua combinação de modos, é possível estudar:

  • Topografia: rugosidade, análise de partículas, etc;

 

  • Propriedades mecânicas: viscoelasticidade, força de atrito, força de adesão, módulo de Young;
  • Propriedades térmicas: transição vítrea, condução de calor, relaxamento;
  • Propriedades elétricas: corrente de fuga, condutividade, características de polarização, constante dietética, potencial de superfície;
  • Propriedades magnéticas: força magnética, domínio magnético, propriedades magnéticas, Spin;
  • Processamento: litografia, manipulação, anodização, risco.

 Modos

DFM – Dynamic Force Mode

Modo de contato cíclico (semi-contato) ou não-contato.

PM – Phase Mode

Muito utilizado para detectar diferenças na adesão e propriedades visco elásticas em diferentes pontos na superfície da amostra, através da diferença de fase de oscilação do cantilever nesses pontos.

AFM – Atomic Force Microscope

Modo de contato que estuda a topografia da amostra através da deflexão do probe de acordo com a força aplicada (normalmente constante).

FFM – Friction Force Microscope

Durante a varredura da amostra, é comum o probe ter um deslocamento (torção) devido à força de fricção. A força de fricção é diferente para cada material, e está relacionada com o atrito entre o probe e esse material. A medição dessa torção gera um mapa da distribuição de forças na amostra, e pode ser usada em conjunto com a imagem topográfica para caracterização da amostra.

LM-FFM – Lateral Movement FFM

Introduz pequenas oscilações horizontais durante a varredura, eliminando assim as variações provocadas pela topografia da amostra no sinal de FFM.

VE-AFM/DFM – Visco Elastic AFM/DFM

Introduz pequenas oscilações verticais durante a varredura, monitorando a deflexão (deformação vertical) do probe de acordo com as mudanças da viscoelasticidade superficial da amostra.

Adesão

Introduz micro-oscilações verticais durante a varredura, monitorando a deflexão do colimador no momento que o probe se separa da amostra, observando assim a distribuição do poder de adsorção na superfície da amostra.

MFM – Magnetic Force Microscope

Estudo das propriedades magnéticas, através da medição nas mudanças da oscilação do probe (magnético) provocadas pela amostra.

É possível fazer a medição de alta sensibilidade através da varredura feita em vácuo.

SSRM – Scanning Spreading Resistance Microscope

Estudo da distribuição da resistência elétrica na superfície da amostra através da aplicação de uma corrente elétrica no probe (que deve ser condutivo), medindo a resposta em cada ponto da amostra.

SNDM – Scanning Nonlinear Dielectric Microscope

Aplica uma voltagem alternada (AC) entre o probe e a amostra, e, detectando mudanças na constante dielétrica não-linear logo abaixo do probe, observa-se uma polarização ferromagnética e distribuição de concentração dopante semicondutor.

KFM – Kelvin Force Microscope

Mede o potencial de superfície pelo feedback de tensão DC através da aplicação de tensão AC assim como tensão DC entre o probe (condutivo) e a amostra de modo que a amplitude do componente de força estática da tensão AC seja zero.

EFM – Electric Force Microscope

É aplicado uma tensão AC ou DC entre o probe (condutivo) e a amostra, criando uma imagem dos componentes (amplitude e fase) da força elétrica estática.

KFM detecta diretamente potencial de superfície da amostra.

EFM não detecta diretamente potencial de superfície da amostra, mas tem melhor capacidade de resposta que o KFM e é conveniente para imagens qualitativas das propriedades elétricas.

PRM – Piezo Response Microscope

Aplica uma corrente alternada (AC) entre o probe e a amostra, e, através da varredura, observa a distribuição das deformações na amostra enquanto detecta o componente de deformação ferroelétrico.

Muitas informações sobre a amostra não são possíveis de se obter apenas verificando a topografia da mesma. Muitas vezes faz-se necessário combinar diferentes modos para extrair informações relevantes para caracterizar uma amostra.

Por exemplo, em uma amostra plana fica praticamente impossível determinar se diferentes materiais estão presentes. Neste caso, a utilização do modo Fase pode ajudar a determinar a presença de materiais com diferentes propriedades de adesão ou de visco elasticidade.

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