Sobre o microscópio de varrimento
O campo do microscópio de varrimento (SPM) começou no início dos anos 80 com a invenção do microscópio de varrimento em túnel (STM) por Gerd Binnig e Heinrich Rohrer, galardoado com o Prémio Nobel da Física em 1986. No mesmo ano, um grande avanço foi feito com a invenção do microscópio de força atômica (AFM) por Gerd Binning, Calvin Quate e Christoph Gerber, que continua a revolucionar a caracterização e as medições em nanoescala desde então. Hoje o AFM é o tipo mais popular de SPM, fazendo com que a terminologia de AFM e SPM seja frequentemente utilizada como sinônimo. No caso do AFM, a sonda é um cantilever, geralmente com uma ponta na sua extremidade livre. A superfamília das sondas de SPM também pode incluir fios metálicos simples (como usado em STM) ou fibras de vidro (como usado para varredura de microscopia óptica de campo próximo/SNOM/NSOM).
AFM inclui uma variedade de métodos nos quais a sonda interage com a amostra de diferentes maneiras para caracterizar várias propriedades do material, e.por exemplo, propriedades mecânicas (por exemplo, aderência, rigidez, fricção, dissipação), propriedades eléctricas (por exemplo, capacidade, forças electrostáticas, função de trabalho, corrente eléctrica), propriedades magnéticas, e propriedades espectroscópicas ópticas. Além da imagem, a sonda AFM pode ser usada para manipular, escrever, ou mesmo puxar em substratos em experimentos de litografia e de tração molecular.
Devido à sua flexibilidade, o microscópio de força atômica se tornou uma ferramenta comum para a caracterização de materiais ao lado da microscopia óptica e eletrônica, alcançando resoluções até a escala nanométrica e além dela. O AFM pode operar em ambientes de ultra-alto vácuo a fluidos e, portanto, atravessa todas as disciplinas desde a física e química até a biologia e ciência dos materiais.
O princípio do AFM é baseado no conjunto cantilever/tip que interage com a amostra (sonda). Esta ponta de AFM interage com o substrato através de um movimento de varredura raster. O movimento para cima/para baixo e de lado a lado da ponta à medida que varre ao longo da superfície é monitorizado através de um raio laser reflectido no cantilever. Este feixe laser refletido é rastreado por um fotodetector sensível à posição que capta a deflexão vertical e lateral do cantilever. A sensibilidade da deflexão destes detectores tem de ser calibrada em termos de quantos nanómetros de movimento correspondem a uma unidade de tensão medida no detector. A partir dos dados obtidos através destes diferentes métodos de digitalização, é criada uma imagem.
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