Атомно-силовой микроскоп (АСМ) (англ. The atomic force microscope (AFM)) — сканирующий зондовый микроскоп высокого разрешения, основанный на взаимодействии иглы кантилевера (зонда) с поверхностью исследуемого образца. Обычно под взаимодействием понимается притяжение или отталкивание кантилевера от поверхности из-за сил Ван-дер-Ваальса. Но при использовании специальных кантилеверов можно изучать электрические и магнитные свойства поверхности. В отличие от сканирующего туннельного микроскопа (СТМ), может исследовать как проводящие, так и непроводящие поверхности даже через слой жидкости, что позволяет работать с органическими молекулами (ДНК). Пространственное разрешение атомно-силового микроскопа зависит от размера кантилевера и кривизны его острия. Разрешение достигает атомарного по горизонтали и существенно превышает его по вертикали. Атомно-силовой микроскоп был изобретён в 1986 году Гердом Биннигом и Кристофом Гербером в США. Атомно-силовой микроскоп применяется для снятия профиля поверхности и для изменения её рельефа, а также для манипулирования микроскопическими объектами на поверхности. Принцип действия атомного силового микроскопа (АСМ) основан на использовании сил атомных связей, действующих между атомами вещества. На малых расстояниях между двумя атомами (около одного ангстрема, 1 ? = 10–8 см) действуют силы отталкивания, а на больших – силы притяжения. Совершенно аналогичные силы действуют и между любыми сближающимися телами. В сканирующем атомном силовом микроскопе такими телами служат исследуемая поверхность и скользящее над нею острие. Обычно в приборе используется алмазная игла, которая плавно скользит над поверхностью образца (как говорят, сканирует эту поверхность). При изменении силы F , действующей между поверхностью и острием, пружинка П, на которой оно закреплено, отклоняется, и такое отклонение регистрируется датчиком D. В качестве датчика в АСМ могут использоваться любые особо точные и чувствительные – прецизионные – измерители перемещений, например оптические, емкостные или туннельные датчики.

Схема сканирующего атомно-силового микроскопа

Тезаурус 

Атомно-силовой микроскоп  (The atomic force microscope (AFM))

Тематический раздел (поле): Наноэлектроника, Наноинженерия, Метрология и стандартизация, Нанобиотехнологии, Функциональные наноматериалы, Композиционные наноматериалы, Конструкционные наноматериалы, Наноэнергетика, Нанотехнологии для безопасности

Функциональный разряд: Объект

Аскрипторы: Сканирующий атомно-силовой микроскоп

Отношения иерархические (род-вид): Атомно-силовой микроскоп → Сканирующая микроскопия → Методы диагностики наноструктур и наноматериалов → Получение, диагностика и сертификация наноразмерных систем

Отношения ассоциативные: Атомно-силовой микроскоп ~ Кантилевер, Игла, Зонд, Рельеф поверхности, Сканирование, Атомные силы, Сенсоры

Литература по теме

1. R. Wiesendanger, Scanning Probe Microscopy and Spectroscopy, Cambridge Universtiy Press, Cambridge (1994)
2. D. Sarid, Scanning Force Microscopy, Oxford Series in Optical and Imaging Sciences, Oxford University Press, New York (1991.)
3. R. Dagani, Individual Surface Atoms Identified, Chemical & Engineering News, 5 March 2007, page 13. Published by American Chemical Society
4. Q. Zhong, D. Innis, K. Kjoller, V. B. Elings, Surf. Sci. Lett. 290, L688 (1993)
5. J. Morris, A. R. Kirby, A. P. Gunning, Atomic Force Microscopy for Biologists. (Book) (December 1999) Imperial College Press
6. P. Hinterdorfer, Y. F. Dufrêne, Nature Methods, 3, 5 (2006)
7. Суслов А. А., Чижик С. А. Сканирующие зондовые микроскопы (обзор) // Материалы, Технологии, Инструменты — Т.2 (1997), № 3, С. 78-89
8. Статья Атомно-силовой микроскоп  из Википедии, свободной энциклопедии. Доступно под лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike