Mikroskop gaya atom

Mikroskop gaya atom (bahasa Inggris: Atomic force microscope, AFM) adalah jenis mikroskop dengan resolusi amat tinggi yang mana resolusinya mencapai seperbilangan nanometer, 1000 kali lebih kuat dari batas difraksi optik. Mikroskop prekursor mikroskop gaya atom (mikroskop penerowongan payaran), dikembangkan oleh Gerd Binnig dan Heinrich Rohrer pada awal tahun 1980 di pusat penelitian IBM - Zurich. Dari pengembangan mikroskop tersebut, mereka menerima Hadiah Nobel untuk Fisika pada tahun 1986. Binnig, Quate dan Gerber kemudian menciptakan mikroskop gaya atom pertama di dunia pada tahun 1986. Mikroskop ini merupakan salah satu alat terpenting untuk penggambaran, pengukuran, dan manipulasi materi pada skala nano. Informasi ini didapatkan dengan "meraba" permukaan dengan menggunakan sebuah alat pemeriksa mekanik. Elemen piezoelektrik yang memfasilitasi perintah elektronik gerak dengan sangat akurat dan tepat membuatnya dapat memindai dengan presisi tinggi. Dalam beberapa varian mikroskop, arus listrik juga dapat dialirkan ke ujung pemindai untuk menyelidiki konduktivitas listrik permukaan, tetapi ini sangat sulit dilakukan dan hanya ada sedikit data laporan yang dapat diandalkan.

Mikroskop gaya atom

Diagram Mikroskop gaya atom

Prinsip dasar

Mikroskop gaya atom terdiri dari sebuah penopang (cantilever) dengan ujung yang tajam sebagai alat pemeriksa (probe) yang digunakan untuk memindai permukaan spesimen. Penopang ini biasanya terbuat dari silikon ataupun silikon nitrida dengan radius kelengkungan ujung mencapai bilangan nanometer. Ketika ujungnya dibawa mendekati permukaan sampel, gaya antara ujung tajam pemindai dengan permukaan sampel menyebabkan pelengkungan penopang sesuai dengan hukum Hooke. Tergantung pada situasinya, gaya yang diukur AFM meliputi gaya kontak mekanik, gaya van der Waals, gaya kapiler, ikatan kimia, gaya elektrostatik, gaya magnet (lihat mikroskop gaya magnet, MFM), gaya Casimir, gaya pelarutan, dll. Biasanya, kelengkungan ini diukur menggunakan spot laser yang dicerminkan dari permukaan atas penopang menuju larik fotodioda. Metode-metode lain yang digunakan meliputi interferometri optik, penginderaan kapasitif atau penopang AFM piezoresistif. Penopang ini dibuat dari unsur-unsur pizoresistif yang dapat berperilaku sebagai tolok regangan. Dengan menggunakan jembatan Wheatstone, regangan pada penopang AFM yang dikarenakan oleh pelengkungan dapat diukur. Namun, metode ini tidak sesensitif metode interferometri.

Lihat pula

• Mikroskop
• Mikroskop elektron
• Mikroskop penerowongan payaran

Pranala luar

• (Inggris) SPM - Situs web Scanning Probe Microscopy Diarsipkan 2008-04-10 di Wayback Machine.
• (Inggris) Sumber pustaka Mikroskop gaya atom
• (Inggris) R. W. Carpick and M. Salmeron, Scratching the surface: Investigasi fundamental dengan menggunakan Mikroskop gaya atom, Chemical Reviews, vol. 97, iss. 4, pp. 1163–1194 (2007).