میکروسکوپ نیروی اتمی موجود در آزمایشگاه مرکزی دانشگاه لرستان ساخت شرکت ایرانی آرا پژوهش (مدل Full pluss) است.

اساس کار:

می‌دانیم که تمامی اجسام هراندازه هم که به ظاهر صاف و صیقلی باشند، باز هم در سطح خود دارای پستی و بلندی و ناصافی‌هایی هستند. به عنوان مثال سطح شیشه بسیار صاف و صیقلی به نظر می‌رسد، اما اگر در مقیاس خیلی کوچک به آن نگاه کنیم، خواهیم دید که سطح شیشه پر از ناصافی‌ها است. کار میکروسکوپ نیروی اتمی نشان ‌دادن این ناصافی‌ها و اندازه‌گیری عمق آنهاست.

میکروسکوپ نیروی اتمی، دارای یک نوک(tip) است که بر روی یک انبرک (contilever) قرار دارد. این نوک که معمولا یک تک اتم الماس یا سیلیسیم است بر روی سطح نمونه حرکت می کند و در در اثر نیروی جاذبه یا دافعه بین اتمهای سطح و نوک، انبرک خم می شود. با خم شدن انبرک، انعکاس نور لیزر بر روی آشکارساز نوری (photodetector) جابجا می‌شود. بدین ترتیب می‌توان جابجایی نوک انبرک را اندازه‌گیری کرد. از آنجایی که انبرک در جابجایی‌های کوچک از قانون هوک پیروی می‌کند، از روی جابجایی انبرک می‌توان نیروی برهم ‌کنش بین نوک و سطح نمونه را بدست آورد. و از روی نیروی بین اتم‌های سطح نمونه و نوک، می‌توان فاصله بین نوک وسطح نمونه، یا همان ارتفاع آن قسمت از نمونه را بدست آورد.

نوع تماس نوک با سطح نمونه سه گونه است:

حالت تماسی (Contact): در این حالت نوک میکروسکوپ با نمونه در تماس ضعیفی بوده و تصویرسازی با اندازه‌گیری انحراف نوک (بوسیله نیروی دافعه بین نوک و نمونه) انجام می‌شود.

حالت بدون تماس (Non-contact): در این حالت تماسی بین نوک میکروسکوپ و نمونه وجود ندارد و تصویر سازی از نیروی جاذبه بین نوک و نمونه انجام می‌شود.

حالت تماس متناوب (ضربه‌ای):

این حالت نیز مانند حالت بدون تماس است با این تفاوت که در حالت تماس متناوب نوک انبرک مرتعش به آرامی با نمونه برخورد می‌کند و دامنه نوسان خیلی بزرگتر از حالت بدون تماس است. در این روش، تصویرسازی با استفاده از دامنه ارتعاش انبرک انجام می‌شود.

کاربرددستگاه:

حوزه محیط زیست وعلوم غذایی: بررسی مشخصات نانو فیلترها، بررسی نانو ساختارهای نشاسته، بررسی نانو ساختارهای ژلاتین و..

مهندسی پلیمر و پوشش ها: مورفولوژی سطحی فیلم های پلیمری، اندازه گیری های نانو مکانیکی

بررسی فرایند پلیمریزاسیون

صنعت: بازرسی صنایع محصولات  ذخیره اطلاعات، بازرسی صنایع محصولات  میکروالکترونیک

کنترل کیفی سطوح پوشش داده شده و...

فیزیک: برسی سطوح اپتیکی در صنایع نوری، بررسی خواص الکتریکی و مغناطیسی مواد و..

کاربردهای خاص: نانولیتوگرافی، نانو ماشین کاری سطوح سخت مکانیکی، نانو برشکاری

مواد و متالوژی: بررسی مورفولوژی نمونه های مختلف، محاسبه اندازه ذرات مواد پودری،آنالیز ترک خستگی، بررسی زبری سطحی، مطالعه تریبولوژی سطوح مختلف و..

علوم پزشکی وزیستی: پاتولوژی در مقیاس نانو ، بررسی اثر متقابل آنتی ژن ها و آنتی بادی ها، داروسازی (با پوشش دهی دارو بروی تیپ و مانیتورینگ اثر آن بروی نمونه)، تصویر برداری از DNA,RNA ،کروموزم ها ،غشای سلولی،باکتری ها، امکان بررسی تاثیر عوامل مختلف بروی سلول(مانند اثر افزودنی ها به محیط سلول) و....

مزایا:

  • می تواند علاوه برتصویردو بعدی، تصویر سه بعدی نیز از سطح تهیه کند.
  • نمونه به آماده سازی خاصی مانند کوت کردن طلا و یا کربن نیازی ندارد.
  • می تواند برای نمونه های هادی، نیمه هادی و عایق مورداستفاده قرار بگیرد.
  • کارکرد در شرایط غیر خلاء
  • عدم محدودیت نوع نمونه (بر خلاف SEM,TEM,STM)
  • اندازه آزمایشگاهی مناسب (بر خلاف SEM,TEM)
  • مناسب برای تصویر گیری از نمونه های زنده هوازی

آماده سازی نمونه:

نمونه بایستی یا بصورت جامد و یا پودر باشد (نمونه نمی تواند مایع باشد). برای نمونه ها ی جامد نیازی به آماده سازی نمونه نمی باشد، ارتفاع نمونه باید 5/0 سانتی متر بیشتر نباشد. نمونه های پودری بایستی بصورت سوسپانسون باشد.