 |
MICROSCÓPIO DE FORÇA ATÓMICA
O microscópio
No AFM, a ponta de prova é varrida sobre a superfície de uma amostra, onde esta ponta está acoplada a um cantilever flexível. Forças entre a ponteira e a amostra causam deflexões muito pequenas deste suporte (cantilever), que são detectadas e apresentadas como imagens.
O AFM usa muitos dos elementos originalmente desenvolvidos para o STM. Os equipamentos comuns são: os sistemas de varrimento por apeoximação ponta amostra, de controle e aquisição e processamento de dados. Por esse motivo, às vezes, é condiderado como um modo de operação, e em alguns casos, uma simles troca de cabeças (de efeito de túnel ou força atómica), irá caracterizar um ou outro equipamento.
A ponteira é apoiada num suporte chamado cantilever que pode ter a forma de V ou de haste, em geral rectangular. A força que a amostra exerce sobre a ponteira é determinada pela deflexão do cantilever, dada pela lei de Hooke F = -k x, sendo x o deslocamento do cantilever e k a constante da própria mola, determinada pelas características da construção. O cantilever possui duas propriedades importantes: a constante de mola e
a sua frequência de ressonância. A primeira determina a força entre a ponteira e a amostra quando estão próximas e é determinada pela geometria e pelo material utilizado na construção do cantilever.
O componente mais importante do AFM é, sem dúvida, o cantilever. São necessárias grandes deflexões para atingir alta sensibilidade. Portanto, a mola deve ser tão macia quanto possível. Por outro lado, é preciso uma alta frequência de ressonância para minimizar a sensibilidade a vibrações mecânicas, especialmente quando se está a fazer o varrimento.
Circuitos electrónicos orientam o posicionamento da amostra e do sensor, por forma a que o varrimento possa ser feito formando um padrão de linhas paralelas. A primeira linha é explorada em pequenos passos, voltando depois ao início. Segue-se a segunda linha, a terceira, até ser concluida a última, Os dados são adquiridos apenas numa direcção em cada linha. A direcção das linhas é a direcção de varrimento rápido, e na perpendicular faz-se o varrimento rápido. Normalmente adquirem-se 256 ou 512 pontos por linha, sendo explorado um número igual de linhas, o que resulta num total de (256) x (256) ou (512) x (512) pontos.
O passo é a distância entre dois pontos consecutivos e naturalmente resulta da divisão da amplitude do varrimento pelo número de pontos por linha. A amplitude pode ir de algumas dezenas de angstroms até às centenas de micrómetros.
As imagens de SPM derivam da combinação da superfície da amostra e da ponteira utilizada. Um bom entendimento da interacção amostra ponteira, é importante para saber avaliar as imagens resultantes. Para isto, não é apenas necessário conhecer o material do qual a amostra é feita, mas também a geometria e composição da ponta.
Ana Rita Maltez
Página anterior /
Próxima página
|
|
|
|
|
|
