Was ist der Kontaktmodus des Rasterkraftmikroskops?

Der Kontaktmodus ist eine Betriebsart des Rasterkraftmikroskops (AFM), bei der die Spitze des Mikroskops in ständigem Kontakt mit der Oberfläche der Probe bleibt. Hier sind die wesentlichen Merkmale und Funktionsweisen des Kontaktmodus: 1. **Prinzip**: Die AFM-Spitze wird auf die Oberfläche der Probe abgesenkt und bewegt sich über die Oberfläche, während sie in ständigem Kontakt mit der Probe bleibt. Die Wechselwirkungen zwischen der Spitze und der Probe erzeugen eine Abwärtskraft auf die Spitze. 2. **Kraftmessung**: Die Abwärtskraft wird durch einen piezoelektrischen Scanner und einen Laserstrahl gemessen, der auf die Rückseite des Cantilevers (eines federartigen Hebels, an dem die Spitze befestigt ist) gerichtet ist. Der Laserstrahl wird auf einen Positionsdetektor reflektiert, der die Biegung des Cantilevers misst. 3. **Bildgebung**: Während die Spitze über die Oberfläche scannt, wird die vertikale Bewegung des Cantilevers aufgezeichnet, um ein Höhenprofil der Probe zu erstellen. Dies ermöglicht die Erstellung eines topografischen Bildes der Probenoberfläche. 4. **Anwendungen**: Der Kontaktmodus wird häufig verwendet, um harte und flache Proben zu untersuchen. Er ist besonders nützlich für die Untersuchung von Materialien, die keine empfindlichen Oberflächen haben, da die konstante Kontaktkraft die Probe beschädigen könnte. 5. **Nachteile**: Ein Nachteil des Kontaktmodus ist, dass die konstante Kontaktkraft die Probe oder die Spitze beschädigen kann, insbesondere bei weichen oder empfindlichen Materialien. Außerdem kann es zu Reibungskräften kommen, die die Bildqualität beeinträchtigen können. Der Kontaktmodus ist eine der grundlegenden Betriebsarten des AFM und wird oft in Kombination mit anderen Modi verwendet, um ein umfassenderes Bild der Probenoberfläche zu erhalten.