تم تجهيز مجهر القوة الذرية (Atomic Force Microscope, AFM) في المختبر المركزي لجامعة لرستان.
١٥ محرم ١٤٣٧
تم تركيب مجهر القوة الذرية (Atomic Force Microscope, AFM) في المختبر المركزي لجامعة لورستان وهو جاهز لتقديم الخدمات للباحثين داخل وخارج الجامعة. هذا المجهر من إنتاج شركة آرا پژوهش الإيرانية (موديل Full pluss)، وقد تم شراؤه من المعرض الثالث لمعدات المختبرات المصنعة في إيران وبمساعدة نائب الرئيس للشؤون العلمية والتكنولوجية.



أسس العمل:
لمشاهدة الأجسام والعينات ذات الأبعاد الدقيقة جدًا في حدود الجزيئات الصغيرة والذرات، لا يمكن استخدام المجاهر العادية؛ لأن هذه العينات لها أبعاد نانوية، والمجاهر العادية غير قادرة على إظهار الأبعاد النانوية، وتظهر حتى مستوى الميكرومتر. لذلك، لرؤية العينات النانوية، يجب استخدام أدوات أكثر دقة وتقدمًا. أحد هذه الأدوات هو مجهر القوة الذرية AFM.

نعلم أنه على الرغم من أن جميع الأجسام تبدو ناعمة ومصقولة، إلا أنها لا تزال تحتوي على نتوءات وخشونة على سطحها. على سبيل المثال، يبدو سطح الزجاج ناعمًا جدًا ومصقولًا، ولكن إذا نظرنا إليه بمقياس صغير جدًا، فسنجد أن سطح الزجاج مليء بالخشونة. مهمة مجهر القوة الذرية هي إظهار هذه الخشونة وقياس عمقها. يوضح الشكل أدناه كيفية عمل مجهر القوة الذرية.
يحتوي مجهر القوة الذرية على طرف (tip) يقع على ذراع (contilever). يتحرك هذا الطرف، الذي عادة ما يكون ذرة ماس واحدة، على سطح العينة، وينحني الذراع بسبب قوة الجذب أو التنافر بين ذرات السطح والطرف. مع انحناء الذراع، تتغير انعكاس ضوء الليزر على كاشف الضوء (photodetector). وبالتالي، يمكن قياس إزاحة طرف الذراع. نظرًا لأن الذراع يتبع قانون هوك في الإزاحات الصغيرة، يمكن حساب قوة التفاعل بين الطرف وسطح العينة من إزاحة الذراع. ومن خلال قوة التفاعل بين ذرات سطح العينة والمسبار، يمكن الحصول على المسافة بين الطرف وسطح العينة، أو ارتفاع ذلك الجزء من العينة.
هناك ثلاثة أنواع من ملامسة الطرف لسطح العينة:
الحالة التلامسية
في هذه الحالة، يكون طرف المجهر على اتصال ضعيف بالعينة، ويتم التصوير عن طريق قياس انحراف الطرف (بواسطة قوة التنافر بين الطرف والعينة).
الحالة غير التلامسية
في هذه الحالة، لا يوجد اتصال بين طرف المجهر والعينة، ويتم التصوير من خلال قوة الجذب بين الطرف والعينة.
الحالة التلامسية المتقطعة (الارتطامية)
هذه الحالة تشبه الحالة غير التلامسية، مع هذا الاختلاف أنه في الحالة التلامسية المتقطعة، يلامس طرف الذراع المهتز العينة برفق، وسعة التذبذب أكبر بكثير من الحالة غير التلامسية. في هذه الطريقة، يتم التصوير باستخدام سعة اهتزاز الذراع. يمكن استخدام هذا الجهاز في بيئات الفراغ والغاز والسائل. يتراوح نطاق مسح هذا المجهر من 1 نانومتر إلى 100 ميكرومتر، ولديه دقة ذرية وجزيئية.
تطبيقات الجهاز:
المزايا:
1- يمكنه توفير صورة ثلاثية الأبعاد للأسطح بالإضافة إلى الصورة ثنائية الأبعاد.
2- لا تحتاج العينة إلى تحضير خاص مثل طلاء الذهب أو الكربون.
3- يمكن استخدامه للعينات الموصلة وأشباه الموصلات والعوازل.
4- التشغيل في ظروف غير فراغية
5- عدم وجود قيود على نوع العينة (على عكس SEM, TEM, STM)
6- حجم مختبري مناسب (على عكس SEM, TEM)
7- مناسب للتصوير من العينات الهوائية الحية