Rasterkraftmikroskop (AFM) Nanosurf LensAFM

• Oberflächenabbildung: Das AFM ermöglicht die hochauflösende Abbildung von Oberflächen auf der Nanoskala. Es kann Strukturen und Topographien von Materialien mit sehr hoher Auflösung erfassen.
• Materialcharakterisierung: Das AFM wird für die Charakterisierung von Materialeigenschaften eingesetzt, einschließlich Härte, Elastizität und Haftung. Dies ist besonders wichtig in der Materialwissenschaft und -technik.
• Oberflächenrauhheitsmessung: Das AFM ermöglicht die genaue Messung der Oberflächenrauheit von Materialien. Dies ist wichtig in Anwendungen wie der Herstellung von optischen Bauteilen und elektronischen Geräten.
• Kraftspektroskopie: Das AFM ermöglicht die Messung der Wechselwirkungskräfte zwischen der Spitze und der Probe. Dies ermöglicht die Untersuchung von Kräfteigenschaften und molekularen Bindungen auf der Nanoskala.

• AFM (atomic force microscopy)
• AFM Force Spectroscopy
• C-AFM (conductive atomic force microscopy)
• MFM (magnetic force microscopy)
• EFM (electrostatic force microscopy)

AFM Topografiemessung

• XY-Auflösung: 1.7 nm
• Z-Auflösung: 0.34 nm
• XY-Scanbereich: max. 110 µm
• Z-Scanbereich: max. 22 µm

Bei der Rasterkraftmikroskopie (englisch: AFM – atomic force microscopy) tastet eine an einer Blattfeder (Cantilever) befindliche Messnadel die Oberfläche ab. Das Rasterkraftmikroskop ist ein Rastersondenmikroskop und rastert mit einer Messspitze die Oberfläche der zu untersuchenden Oberfläche Zeile für Zeile ab. Wenn die Messnadelspitze mit einem Radius im Nanometerbereich sich der Oberfläche annähert, erhöhen sich die atomaren Wechselwirkungskräfte (van-der-Waals-Kräfte) zwischen Nadel und Oberfläche um eine Größenordnung. Neutrale Atome im Bereich eines interatomaren Abstandes ziehen sich mit den sogenannten Dispersions- oder van-der-Waals-Kräften an. Diese Kraft wird umso größer, je kleiner der Abstand zwischen der Spitze und Messobjekt ist. Die Auslenkung wird mit einem Laser gemessen und aus dem Signal ein Maß für die Topografie berechnet. Die Messungen mit dem Rasterkraftmikroskop können im Non-Contact-Mode oder im Contact-Mode erfolgen.

Mit einem Rasterkraftmikroskop (AFM) können sogenannte Kraft-Abstandskurve (Force-Distance-Curve) aufgenommen werden. Dazu wird ein kalibrierter Cantilever auf die Probe abgesenkt, mit definierter Kraft aufgedrückt und wieder entfernt. Aus dieser Kurve lassen Größen wie die Oberflächenadhäsion und der Elastizität (E-Modul) des Materials mit sehr hoher Genauigkeit und Ortsauflösung bestimmen.

Mit der leitfähigen Rasterkraftmikroskopie (C-AFM: conductive atomic force microscopy) oder stromabtastende Rasterkraftmikroskopie (CS-AFM: current sensing atomic force microscopy) wird die Topografie eines Materials und der elektrische Stromfluss am Kontaktpunkt der Spitze (Cantilever) gemessen. Durch die hohe Auflösung des Rasterkraftmikroskops ist es möglich topografische Stromkorrelationen zu bestimmen und somit die Oberflächenleitfähigkeit bzw. Oberflächenwiderstand ortsaufgelöst zu bestimmen.

Die Magnetkraftmikroksopie (magnetic force microscopy) dient zur Untersuchung der lokalen Magnetfeldstärke an der Oberfläche. Dazu wird ein Cantilever verwendet, der eine ferromagnetische Beschichtung aufweist. Das Messignal wird nicht mehr nur durch mechanische Messnadelspitze, sondern durch die durch lokale Feldstärke wirkenden magnetischen Anziehungskräfte.