Rasterkraftmikroskopie (AFM)
WITec alpha300A
In der Rasterkraftmikroskopie (engl. atomic force microscopy, AFM) wird die Kraft zwischen der Probenoberfläche und einer scharfen Spitze gemessen, um die Oberflächenstruktur und mechanischen Eigenschaften einer Probe zu bestimmen. Dazu wird die AFM-Spitze typischerweise an einer Cantilever genannten Blattfeder angebracht, die sich abhängig von der Kraft zwischen Spitze und Probe nach dem Hookeschen Federgesetz verbiegt. The Verbiegung des Cantilevers wird dann gemessen, indem ein Laserstrahl von der Rückseite des Cantilevers auf eine positionssensitive Photodiode reflektiert wird. Im contact Modus wird ein Bild der Oberflächenstruktur gemessen, indem die Spitze bei konstant gehaltener Spitze-Probe Kraft (also konstanter Verbiegung) über die Probenoberfläche bewegt wird.
AFM-Messungen im contact Modus sind allerdings nur bedingt für die Untersuchung von empfindlichen Proben geeignet, weil dieser Modus eine recht geringe Kraftsensitivität aufweist, weshalb die Spitze während der gesamten Messung im Kontakt mit der Probe sein muss. Dies führt dazu, dass die Spitze förmlich über die Probenoberfläche gezogen wird, was sowohl Spitze als auch Probe beschädigen kann. Zur Lösung dieses Problems wurden sogenannte dynamische AFM-Modi (insbesondere der sogenannte tapping oder intermittent contact Modus) entwickelt, bei denen der Cantilever zu einer Schwingung bei oder nahe seiner Resonanzfrequenz angeregt wird. Durch diese Schwingung ist die Spitze nur kurzzeitig im Kontakt mit der Probe, und die Reibung zwischen Spitze und Probe wird reduziert. Der intermittent contact Modus ist der für AFM-Messungen unter Umgebungsbedingungen am häufigsten verwendete Messmodus.
Das WiTec Alpha 300 A Rasterkraftmikroskop unterstützt Messungen im contact und intermittent contact Modus, sowie Messungen im sogenannten pulse force Modus. Zudem besteht die Möglichkeit AFM-Messungen mit optischer Mikroskopie und Laserspektroskopie zu kombinieren.
Anwendungsmöglichkeiten im Überblick
- Charakterisierung der Oberflächentopografie und mechanischen Eigenschaften von metallischen und nichtleitenden Proben
- Untersuchung von empfindlichen Proben mit dynamischem AFM im tapping / intermittent contact Modus
- Bestimmung lokaler mechanischer Materialeigenschaften wie Steifigkeit, Adhäsion und Viskosität mit dem pulse force Modus
- Messungen von Bildern, Linienscans und Kraft-Abstandskurven
- Kombination mit optischer Spektroskopie für optische Rasternahfeldmikrokopie (engl. scanning near-field optical microscopy, SNOM), spitzenverstärkte Raman-Spektroskopie (engl. tip enhanced Raman spectroscopy, TERS) oder korrelierte Raman-Spektroskopie.
Geräteverantwortlicher
Währinger Straße 42
1090
Wien
E-Mail
+43-1-4277-52424
Nutzung und Nutzungsgebühren
Dieses Gerät kann nach erfolgreicher Einschulung autonom genutzt werden.
Um dieses Gerät Nutzen zu dürfen, müssen Sie folgende Tests ablegen:
- Allgemeine Sicherheitsrichtlinien für Fakultätsmitglieder
- Sicherheit im Labor
- Lasersicherheit
| Nutzergruppe | Stundensatz Gerät | Kosten pro AFM Cantilever | Bemerkung |
|---|---|---|---|
| Fakultäten für Physik und Chemie | - | - | 1. |
| Vienna Life Science Instruments | 12 € | 40 € | 2., 3. |
| Universitäre Nutzer | 25 € | 40 € | 2., 3. |
| Nicht-Universitäre Nutzer | 50 € | 40 € | 2. |
Pro Probe sind möglicherweise mehrere Cantilever notwendig.
- AFM Cantilever müssen selbst gekauft werden.
- AFM Cantilever werden für Sie gekauft und können eventuell für mehrere Proben verwendet werden.
- Im Rahmen eines Publikationsabkommens entfällt der Stundensatz.
Für das Training und Messungen, die nicht selbstständig durchgeführt werden (können), verrechnen wir zusätzlich die Kosten für unsere Mitarbeiter.
| Nutzergruppe | Stundensatz Operator | Bemerkung |
|---|---|---|
| Fakultäten für Physik und Chemie | - | |
| Vienna Life Science Instruments | 70 € | 1. |
| Universitäre Nutzer | 70 € | 1. |
| Nicht-Universitäre Nutzer | 100 € |
- Im Rahmen eines Publikationsabkommens entfällt auch der Stundensatz für unsere Mitarbeiter.
Kalender
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Spezifikationen
| Geräteparameter | Wert oder Wertebereich |
|---|---|
| Sensor | Cantilever |
| Sensordesign | WiTec Cantilever mit Montagering |
| Detektionsmethode | optisch (Beam deflection) |
| Scanbereich | 100 µm x 100 µm x 20 µm |
| Scangenauigkeit | lateral: < 1 nm; vertikal: < 0.2 nm |
| Messmodi | Contact, intermittent contact (tapping), pulse force |
| Cantilever Anregung | Piezoelektrisch |
| Software | Grundlegend: WiTec Software. Fortgeschrittene Auswertung: Gwyddion |
| Temperaturbereich | Raumtemperatur bis 200 °C |
Daten können auch auf einem Auswerterechner via Fernzugriff analysiert werden.
Downloads
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