Opis trybu pomiarowego LFM.

Mikroskopia sił lateralnych (LFM) jest trybem pomiarowym wywodzącym się z metody kontaktowej AFM, wykrywającym i tworzącym mapy relatywnych zmian sił tarcia występującego pomiędzy ostrzem a powierzchnią próbki. W mikroskopii LFM, proces skanowania odbywa się zawsze prostopadle do podłużnej osi belki skanującej. Siły równoległe do powierzchni, działające na ostrze skanujące, powodują skręcenie belki skanującej wzdłuż jej osi. Skręcenie to mierzone jest za pomocą fotodiody czterosekcyjnej (Position Sensitive PhotoDetector - PSPD), analogicznie do metody TRmode (Torsional Resonance Mode Imaging).

Skręcenie belki skanującej może powstawać pod wpływem sił tarcia oraz zmiany kształtu topografii próbki. W pierwszym przypadku, belka może ulegać skręceniu wskutek przesuwania po obszarach, w których występuje zwiększone tarcie. W drugim przypadku belka może ulegać skręceniu, gdy ostrze napotka na swej drodze krawędzie struktur czy obiektów znajdujących się na powierzchni. Aby móc rozróżnić te dwa efekty, konieczna jest analiza trzech sygnałów: skręcenia belki w trakcie skanowania w przód oraz w tył, jak również sygnału topografii (wysokości). LFM stosowana jest do identyfikacji granic pomiędzy różnymi składnikami w polimerach i kompozytach, identyfikacji obecności zanieczyszczeń na powierzchni, określania obszarów występowania warstw pokryć, jak również w mikroskopii sił chemicznych (CFM), gdzie wykorzystywane są ostrza funkcjonalizowane specjalnymi substancjami chemicznymi stosowanymi do badań próbek biologicznych.

 

Przykłady (kliknij, aby powiększyć)


Topografia.

Siły lateralne, skan do przodu.

Siły lateralne, skan do tyłu.
Próbka materiałowa węglika krzemu (SiC). Pole skanowania 5x5um. Obrazy tarcia korespondują z obrazem tarcia i ujawniają obszary o różnych właściwościach mechanicznych (tarcie).

Topografia.

Siły lateralne, skan do przodu.

Siły lateralne, skan do tyłu.
Powierzchnia materiału polimerowego. Pole skanowania 8x8um.

Tarcie w skali atomowej na powierzchni miki.
Pole skanowania 3nm.


poprzednie

do góry

następne