Rasterkraftmikroskopie

Das Rasterkraftmikroskop funktioniert ähnlich wie ein Oberflächenprofilometer. Das AFM bildet die Probenoberfläche ab, indem es diese mit einer sehr feinen Spitze mechanisch abtastet. Dabei wird quasi eine topographische Karte der Probenoberfläche erstellt.

Die AFM-Spitze, deren Spitzenradius typischerweise im Bereich von 10 nm liegt, ist an einem Biegebalken (Cantilever) befestigt. Dieser wird von einer Piezo-Rastereinheit abgelenkt . Die Auslenkung ist proportional zur Auflagekraft, die zwischen der AFM-Spitze und der Probe wirkt. Die Auslenkung und Position des Cantilevers wird mittels eines Laserstrahls gemessen, der vom Cantilever auf eine Photodiode reflektiert wird. Im einfachsten Modus, dem Kontaktmodus, wird die Auslenkung der Feder und folglich die Auflagekraft der Spitze auf die Probe, über einen Regelkreis konstant gehalten. Das Auslenkungssignal und die z-Position des Piezos werden als Funktion der x- und y-Position im Bild dargestellt. Verschiedene Modi (Contact Mode, Non-Contact Mode, Tapping Mode, Kelvin Probe Modus) ermöglichen hoch auflösende Oberflächenabbildungen und 3D-Darstellungen.

Weiterführende Stichworte:

Rastertunnelmikroskop

Literatur:

Schröttner H. : Die Elektronenmikroskopie in der Materialforschung / Electron Microscopy in Materials Research

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