原子間力顕微鏡

WITec AFM Principle

原子間力顕微鏡（AFM)は，カンチレバの探針と試料表面との間に働く力を検出し，非常に高い分解能（時として原子分解能）で表面形状を得ることができます．AFMは，横方向だけでなく，高さ方向の情報も得ることができます．さらに，探針-試料間の相互作用から，吸着力，硬さなどの試料特性を得ることもできます．

WITecのAFM

WITecの原子間力顕微鏡は，研究用グレードの光学顕微鏡に組み込まれており，カンチレバのアライメントや試料の場所探しが簡単に行えます．圧電体スキャナーで試料が走査され，表面形状像等の画像が表示されます．

先進のビデオカメラシステムで得られる光学顕微鏡像により，興味ある観察場所の特定が高分解能でおこなえます．試料とカンチレバが同時に観察できるので，観察場所を素早く見つけ，アプローチすることができます．さらに光学顕微鏡のオプション（明視野，暗視野，偏光，蛍光　等）を追加して，AFM観察場所の特定をおこなうこともできます．高倍率光学顕微鏡とAFMの切り替えはレボルバーを回すだけで切り替えられ，AFMと高倍率光学顕微鏡で同一視野を見ることができます．

光学系統図

カンチレバと試料を同時に光学顕微鏡で観察できるため，簡単にAFMでの観察位置の特定ができる．

ディジタルパルスフォースモード

ディジタルパルスフォースモード(DPFM)は，非共振での間欠接触モードです．コンタクトモードでは損傷を与えてしまう柔らかい試料に対して有効で，他の試料特性も得られます．

AFMにDPFMを追加することで，単に表面形状だけでなく，試料の硬さ，吸着力，粘性，散逸，接触時間，長距離力などのデータを得ることができます．これらの測定は，1秒で数1000回測定しているので，通常のAFMの走査速度で取り込むことができます．

DPFMのハードウェアは，プログラマブル変調器，高速データ収集システム，リアルタイムデータ処理ユニットで構成されています．すべての測定データを保存しており，データ処理ソフトで解析を行います．

DPFMユニットは，カンチレバの共振周波数より低い100Hz～2kHz，10～500nmの振幅で，AFMのｚ方向に正弦波の変調を加え，この繰り返し周波数でのフォースカーブ測定をおこなう．

WITec DPFM curves

WITecが提供するAFMとの組み合わせ

WITecのシステムは，モジュール設計思想に基づいており，さまざまなイメージング機能，例えばラマンイメージング，蛍光，発光，原子間力顕微鏡（AFM)，近接場光学顕微鏡（SNOM)を1台の装置に組み込むことができ，試料をより総合的に分析することができます．モードの切り替えは，顕微鏡のレボルバーを回すだけです．