การศึกษาพื้นผิวแบบ 3 มิติ ด้วยกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (Atomic Force Microscopy: AFM)

Srettapong
Download

การศึกษาพื้นผิวมีบทบาทสำคัญในการศึกษาและพัฒนาวัสดุต่างๆ เนื่องจากลักษณะพื้นผิวส่งผลต่อสมบัติโดยตรงของวัสดุ ไม่ว่าจะเป็นสมบัติด้านการยึดเกาะ การเปียกผิว แรงเสียดทาน รวมถึงการสึกหรอ ซึ่งการศึกษาพื้นผิวแบบ 2 มิติ สามารถบ่งบอกได้ถึงรูปร่าง ลักษณะการกระจายตัว และขนาดของอนุภาคบนพื้นผิวเท่านั้น แต่ไม่สามารถบ่งบอกได้ถึงความสูงต่ำ หรือความขรุขระของพื้นผิวได้ ดังนั้นการศึกษาพื้นผิวแบบ 3 มิติจึงเข้ามามีบทบาทในการศึกษาพัฒนาพื้นผิวมากยิ่งขึ้น ซึ่งการศึกษาพื้นผิวแบบ 3 มิติ จะช่วยให้เราเข้าใจลักษณะ topography ของวัสดุได้อย่างละเอียดมากยิ่งขึ้น

ปัจจุบันเทคนิคในกลุ่มของ Scanning Probe Microscopy (SPM) ถูกนำเข้ามาใช้ในการศึกษาลักษณะพื้นผิวแบบ 3 มิติ สำหรับการศึกษาด้วยเทคนิค SPM จะเป็นการนำเอาโพรบ (probe) ขนาดเล็กสแกนไปยังพื้นผิวของวัสดุที่สนใจศึกษา แล้วดูลักษณะการตอบสนองระหว่างโพรบและพื้นผิว

Atomic Force Microscopy: AFM คืออะไร?

กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (Atomic Force Microscopy: AFM) เป็นอีก 1 เทคนิค ในกลุ่มของเทคนิค SPM ซึ่ง AFM จะใช้แรงระหว่างอะตอม เช่น แรงแวนเดอร์วาลส์ เป็นตัวควบคุมการเคลื่อนที่ โดยโพรบจะอยู่ที่ส่วนปลายของ แคนทิลีเวอร์ (Cantilever) เมื่อโพรบเคลื่อนผ่านพื้นผิวที่มีความสูง-ต่ำที่แตกต่างกัน จะทำให้ Cantilever เกิดการเคลื่อนที่ด้วยเช่นกัน ซึ่งสัญญาณการเปลี่ยนแปลงนี้จะถูกส่งไปประมวลผลและแปลงออกมาเป็นภาพพื้นผิวแบบ 3 มิติ

สิ่งที่จะได้จากการศึกษาด้วยเทคนิค AFM

สิ่งที่จะได้จากการศึกษาด้วยเทคนิค AFM มีทั้งหมด 5 สิ่งด้วยกัน

Imaging เป็นการสร้างพื้นที่ผิวแบบ 3 มิติ จะช่วยทำให้เราสามารถมองเห็นรายละเอียดของพื้นผิวได้ในระดับนาโน
Roughness เป็นการสร้างพื้นที่ผิวแบบ 3 มิติ เพื่อใช้ในการศึกษาความหยาบของพื้นผิว
Thickness เป็นการศึกษาความหนาของพื้นผิว
Particles เป็นการศึกษาอนุภาคบนพื้นผิว เพื่อให้ทราบถึง ขนาด รูปร่าง และการกระจายตัวของอนุภาค
Phase Imaging เป็นการศึกษาความแตกต่างระหว่างเฟส จะช่วยให้สามารถแยกวัสดุที่ต่างชนิดที่อยู่บนพื้นผิวเดียวกันได้

ผลิตภัณฑ์ icspi

ผลิตภัณฑ์ icspi จากประเทศแคนนาดา เป็นผู้เชี่ยวชาญในการผลิตและพัฒนา Atomic Force Microscopy (AFM) โดยปัจจุบันเครื่อง AFM ของ icspi มี 2 รุ่น ได้แก่ Redux AFM และ nGauge AFM