Microscópio de força atômica
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O AFM, ou Microscópio de força atômica, ou ainda, SFM (Scanning Force Microscope), pode ser operado de diversos modos. Entretanto, seu princípio fundamental é a medida das deflexões de um suporte (de 100 a 200 mm de comprimento) em cuja extremidade livre está montada a sonda. Estas deflexões são causadas pelas interações das Forças de Van der Walls, que agem entre a sonda e a amostra. As diferentes técnicas fornecem diversas possibilidades para fazer imagens de diferentes tipos de amostras e para gerar uma ampla gama de informações. Os modos de fazer as imagens, também chamados modos de varredura ou de operação, referem-se fundamentalmente à distância mantida entre a sonda (que chamaremos ponteira) e a amostra, no momento da varredura, e às formas de movimentar a ponteira sobre a superfície a ser estudada. A detecção da superfície realiza-se visando à criação de sua imagem. Há um contínuo de modos possíveis de fazer imagens, devido às diferentes interações em função da distância entre a ponteira e a amostra, assim como ao esquema de detecção utilizado. A escolha do modo apropriado depende da aplicação específica que se deseja fazer.
[editar] modo contato
No modo contato, a haste sobre a qual está presa a ponta, varre nas direções planas x e y, e a altura z. A verredura é feita por uma cerâmica piezo-elétrica presa à haste ou à amostra. A interação ponta-amostra é monitorada por um laser, que é incidido sobre a haste e refletido para dois pares de foto-detectores. A deflexão da haste pode ser medida devido a diferença de sinal dos fotodetectores. Durante a varredura, através de uma realimentação com o computador, são realizadas correções na direção z para manter a deflexão da haste constante. Deste modo os valores de z são armazenadas, na memória, para cada posição xy, formando uma imagem completa da morfologia da superfície.
[editar] modo contato intermitente
No modo contato intermitente a haste oscila próximo a sua freqüência de ressonância, o sinal obtido dos foto-detectores mede a amplitude de oscilação, que deve ser mantida constante. Neste caso, a ponta toca suavemente a superfície da amostra, e elimina a força de atrito presente no modo contato.
[editar] modo não-contato
Quando a ponteira se aproxima da amostra, é primeiramente atraída pela superfície, devido a uma ampla gama de forças atrativas existentes na região, como as forças de van der Waals. Esta atração aumenta até que, quando a ponteira aproxima-se muito da amostra, os átomos de ambas estão tão próximos que seus orbitais eletrônicos começam a se repelir. Esta repulsão eletrostática enfraquece a força atrativa à medida que a distância diminui. A força anula-se quando a distância entre os átomos é da ordem de alguns ângstroms (da ordem da distância característica de uma união química).
