Nano Mundo
Nano, da palavra grega para ‘anão’, corresponde a um prefixo que denota um fator de 10-9. Assim, um nanômetro é um bilionésimo de um metro, que é a escala de comprimento na qual a força intermolecular e o efeito quântico se fixam. Para colocar a nanoescala numa perspectiva mais compreensível, considere que o tamanho de um átomo em relação a uma maçã é semelhante ao tamanho de uma maçã em relação ao planeta Terra! Microscópios de Força Atômica (AFMs) nos dão uma janela para este mundo de nanoescala.
Princípio do AFM
– Sensoriamento de Superfície
Um AFM usa um cantilever com uma ponta muito afiada para varrer sobre uma superfície de amostra. medida que a ponta se aproxima da superfície, a força de aproximação e atracção entre a superfície e a ponta faz com que o cantilever se desvie em direcção à superfície. No entanto, à medida que o cantilever se aproxima ainda mais da superfície, de modo que a ponta faz contacto com ela, uma força cada vez mais repulsiva assume o controlo e faz com que o cantilever se desvie da superfície.
– Método de Detecção
Um raio laser é utilizado para detectar desvios do cantilever na direcção ou para longe da superfície. Ao reflectir um feixe incidente na parte superior plana do cantilever, qualquer deflexão do cantilever causará ligeiras alterações na direcção do feixe reflectido. Um díodo fotoeléctrico sensível à posição (PSPD) pode ser utilizado para seguir estas alterações. Assim, se uma ponta de AFM passa sobre uma superfície elevada, a deflexão do cantilever resultante (e a mudança subsequente na direcção do feixe reflectido) é registada pelo PSPD.
– Imaging
An AFM images the topography of a sample surface by scanning the cantilever over a region of interest. As características levantadas e baixadas na superfície da amostra influenciam a deflexão do cantilever, que é monitorada pela PSPD. Utilizando um laço de feedback para controlar a altura da ponta acima da superfície – mantendo a posição constante do laser – o AFM pode gerar um mapa topográfico preciso das características da superfície.