Atomic Force Microscopy - Kel 2

ATOMIC FORCE MICROSCOPY

KELOMPOK 2NITA AYU HANDARENI 2711100009ELOK KRISTIAN 2711100025RETNO DAMASTUTI 2711100031REIGINA ZHAZHA ANASTACIA 2711100136

Pengertian AFM◦ Atomic Force Microscope atau AFM adalah jenis mikroskop dengan resolusi tinggi yang mencapai

seperbilangan nanometer, 1000 kali lebih kuat dari batas difraksi optik. AFM juga menyediakan bentuk 3 dimensi pada skala nano dengan memperhitungkan gaya antara probe yang tajam(<10 nm) dan permukaan sample pada jarak yang pendek(0,2 – 10 nm).

◦ AFM tidak memerlukan preparasi sample seperti SEM.

◦ AFM memerlukan software analisis.

Prinsip Kerja AFM

Komponen-komponen AFM

Gambar komponen-komponen dari AFM

Keterangan gambar : Piezoelektrik : merupakan bahan keramik yang mengalami perubahan (kontraksi

atau ekspansi) pada saat diberikan tegangan, dan sebaliknya menghasilkan potensial listrik ketika diberi tekanan mekanik.

Probe : bagian yang secara langsung berinteraksi dengan permukaan sampel (tip), dan cantilever dengan panjang 100 – 200 μm dengan lebar 10-40 nm, serta ketebalan 0.3-2 μm.

Sumber laser adalah devais elektronik yang berfungsi untuk menembakkan laser ke arah cantilever.

Detector, pendeteksi laser pantulan

Perangkat komputer sebagai pengolah data

Imaging Mode AFM1. Contact Mode

2. Non-Contact Mode

3. Tapping Mode

Contact Mode◦ Ketika pegas yang konstan dari kantilever lebih rendah dari permukaan,

maka kantilever tersebut akan bengkok. Gaya pada tip bersifat repulsive. Dengan menjaga defleksi kantilever yang konstan, gaya anatara probe dan sample tetap konstan dan gambar dari permukaan tersebut diperoleh.

◦ Keuntungan dari Contact Mode : scanning nya cepat, baik untuk permukaan sample kasar, dipakai ada analisis pergeseran, resolusi skala atomic.

◦ Kekurangan dari Contact Mode : pada saat pembebanan dapat terjadi kerusakan atau deformasi sample secara halus, resolusi kurang baik pada sample yang soft.

Non-contact Mode◦ attractive (VdW) probe tidak mengalami kontak dengan sampel,

tetapi mengalami osilasi di atas lapisan permukaan sampel ketika sedang proses scan. Dengan menggunakan feedback loop untuk mengamati perubahan amplitude dikarenakan gaya tarikan VdW, topography permukaan didapatkan.

◦ Separasi antara tip-sampel 0.1nm - 10nm

◦ Keuntungan : Gaya lemah diberikan pada permukaan sampel tanpa merusak permukaan sampel.

◦ Kerugian : Biasanya digunakan pada sample hidropobik, gaya lemah diberikan pada permukaan sampel tanpa merusak permukaan sampel.

Tapping Mode◦ hampir sama dengan mode contact namun pada

mode ini cantilever berosilasi pada frekuensi resonannya. Probe melakukan proses “tap” pada permukaan sample ketika proses scanning berjalan.

◦ Keuntungan : Resolusi lateral yang tinggi (1nm – 5nm), Gaya yang lemah serta kerusakan yang minim pada sampel, hamper tidak ada gaya lateral.

◦ Kerugian : Kecepatan scanning lambat.

Kegunaan TIP pada AFM◦ Untuk proses imagining

◦ Untuk mengukur gaya pada skala nano.

◦ sebagai alat skala nano, berfungsi untuk melakukan proses bending,cutting, extracting bahan-bahan lunak/halus seperti polimer, DNA, dan nanotubes pada skala submicron di bawah control resolusi tinggi

Kegunaan AFM◦ Analisa kekasaran substrat

◦ Step formation pada deposisi epitaxial film tipis

◦ Analisa ukuran grain (grain size)

◦ Melalui proses AFM In situ dengan perubahan temperature, kita dapat mempelajari perubahan struktur