1.原子力显微镜是如何工作的?
AFM原子力显微镜通过测量针尖(<10nm)与材料表面原子之间作用力在一个很短的距离里(0.2nm-10nm),来获取材料表面三维纳米尺度成像。 针尖由悬臂支撑,当针尖缓慢触碰材料表面会仪器会记录下针尖与表面相互作用力的变化。
2.那么如何测量这个力呢?
其实这个问题并不难回答,首先probe是由一个cantilever支撑的,这个cantilever拥有很好的弹性并且已经得知了它的spring constant(弹性系数)这样我们就可以用初中学过的胡克定律:
F=-K*X
来解决这个问题,然后X的测量就是上图中所提到的利用激光或者也有直接使用压电材料来得到位置变化从而测得力的大小。
3.测量的是什么力?
虽然直面翻译是原子力(Atomic Force)但说白了其实是就是初中就学过的范德华力(其实还有其他的)
范德华力是一种大家都比较熟悉的分子间作用力,四大力中属于电磁力的范畴。