ATOMIC FORCE MICROSCOPY (AFM) TECHNOLOGI

ATOMIC FORCE MICROSCOPY (AFM) TECHNOLOGIBY ELFI YULIANTIINZAN SAPUTRA NUR FITRIZA YANTIDOSENDrs.Harman Amir ,M.SiATOMIC FORCE MICROSCOPY (AFM) TECHNOLOGIAtomic Force Microscopy (AFM)Atomic Force Microscopy (AFM) ialah suatu alat yang dapat melihat struktur suatubahan dan juga struktur dari sel sel makhluk hidup dalam ukuran dimensi nano.

komponen penting yang terdapat pada Atomic Force Microscopy1. Ujung jarum atau tipDigunakan untuk memindai spesimen permukaan sehingga dapat mengkarakterisasisuatu bahan2. CantileverCantilever merupakan tempat dimana tip menempel, juga berfungsi sebagaitempat mendaratnya sinar laser3. Laser4.Protodetektor5. Scaner piezoelectricScaner piezoelectric dimana dapat mengubah tekanan menjadi suatu teganganlistrik utuk diolah pada komputer atau sebaliknya mengubah teganganmenjadi suatu tekanan.B. Prinsip Kerja Atomic Force Microscopy (AFM)AFM memanfaatkan gaya tarik-menarik dan tolak-menolak yang bekerja antara cantilever dan permukaan sampel pada jarak beberapa nanometer@.Saat jarak Cantilever dan sampel menjauh gaya tarik-menarik terjadi sedangkan saat jarak Cantilever dan sampel mendekat gaya tolak menolak terjadi@.Gaya tarik-menarik dan tolak-menolak yang terjadi di antaranya menyebabkan perubahan posisi Cantilever@.Perubahan posisi Cantilever selama meraba-raba permukaan sampel ditangkap dengan laser dan menyebabkan perubahan pantulan laser pada photodiodaB. Prinsip Kerja Atomic Force Microscopy (AFM)Lanjutan@.Perubahan posisi tangkapan laser pada photodioda ini diolah dengan rangkaian elektronika dan komputer untuk diwujudkan dalam data@.Selama proses scanning pengaturan jarak antara Cantilever dan permukaan sampel dan juga pergerakan sampel diatas secara semultan dan sinergis melelui komunikasi antara rangkaian elektronika denhan komputer dengan cantilever dan piezoelektrik

Gambar Prinsip Kerja AFMC. Metode yang digunakan1.Metode SentuhPada metode ini Cantiliver disentukan pada sample.

2.Metode Tak SentuhPada metode ini gaya yang bekerja antara cantilever dan permukaanbenda diatur agar tidak berubah

2.Metode Tak Sentuhlanjutan

Gamabar Metode LanjutanD.Sifat Fisis AFM2. Keramik piezoelektrik TransducerBahan piezoelektrik mengalami perubahan geometri ketika ditaruh dalam medan listrik.

3. Force SensorPembangunan mikroskop kekuatan atom membutuhkan kekuatan sensor untuk mengukur kekuatan antara probe kecil dan permukaan yang dicitrakan. Jenis umum dari sensor gaya menggunakan hubungan antara gerak penopang dan gaya diterapkan.

4. Kontrol Umpan Balik kontroldigunakan umumnya untukmenjaga gerak suatu objekdalam suatu hubungan tetap ke obyek lain. Sebuah contoh sederhana dari kontrolumpan balik terjadi ketika Anda berjalan di trotoar5. AFM Instrumentasi

6. Ukuran Gambar Dengan Sebuah Mikroskop Angkatan Atom Tempatkan probe di mikroskop dan menyelaraskan sistem tuas lampusensing. Dengan sampel XY dan tempat mikroskop optik wilayah sampel yang akandicitrakan langsung di bawah probe AFM. Melibatkan tahap terjemahan Z untuk membawa probe ke permukaan. Mulai pemindaian probe di atas permukaan dan melihat gambar permukaanpada layar komputer. Simpan gambar pada disk komputer.7. Resolusi Dalam Sebuah Mikroskop Angkatan Atom8. Dalam Resolusi PlaneResolusi dipesawat tergantung pada geometri probe yang digunakan untuk memindai. Secara umum, tajam probe adalah semakin tinggi resolusi gambar AFM10. Interaksi Permukaan probeInteraksi permukaan probe dan permukaan mekanis, yang merupakan kekuatan yang terjadi ketika atom-atom pada probe fisik berinteraksi dengan atom di permukaan9. Resolusi vertikal Resolusi vertikal dalam AFM dibentuk oleh getaran relatif probe di atas permukaan.11. Kontaminasi Permukaan kontaminasi ini dapat terdiri dari air dan hidrokarbon dantergantung pada lingkungan mikroskop yang terletak masuk Ketika probe AFMdatang ke dalam kontak dengan kontaminasi permukaan, gaya kapiler dapat menarik probe ke arah permukaa

12. Elektrostatik Angkatan13. Permukaan Material Properties14. Topografi Mode15. Mode getarE. Kelebihan dan Kekurangan Atomic Force Microscopy (AFM)Kelebihan1.atomic force microscope memberikan gambaran sampelberupa tiga dimensi.2. Atomic force microscope mampu menampilkan gambar dimana ukurannya lebihkecil dari 20nm3. Selain itu sampel yang akan dilihat menggunakan atomic force microscope tidakmemerlukan perlakuan khusus4. Secara prinsip atomic force microscope menyediakan resolusi yang lebih tinggidibanding scanning electron microscopeKekurangan1. Sedangkan atomic force microscope hanya dapat menangkap gambar denganketinggian maksimum dalam unit micrometer dan luas maksimum pengamatan150 x 150 micrometer2. Kecepatan pemindaian dari AFM juga pembatasan3. AFM gambar juga dapat dipengaruhi oleh histeresis dari bahan piezoelektrik dancross-talk antara x, y, z sumbu yang mungkin memerlukan perangkat tambahanperangkat lunak dan penyaringanF. Cara Kerja AlatPersiapan Awal SampelLetakkan sample pada tempat sample yang ada pada alatHubungan Tip Cantilever dengan ObjekHidupkan alat dan layar komputerCara Kerja Alat AFM a) Selama scan , tip 'jarum' dari cantilever (sensor) maju mundur sepanjangpermukaan sampleb) Gerak scan arah x,y, dan z dikontrol oleh tube scanner piezoelektrikc) Untuk mendeteksi setiap defleksi dari jarum, digunakan laser yangdipantulkan ke ujung tip, selanjutnya malalui cermin laser menuju fotodioded) Piezoscanner dan photodiode terhubung melalui loop feedback, kemudianhasil nya di tampilkan pada layar komputer yang telah tersediaG. Input dan OutputInputInput dari alat Atomic Force Microscopy ini adalah atom /molekul yangberukuran < 100 nm. Output dari alat ini berupa gambar tiga dimensi dari suatuatom/molekul.OutputTopografi darisample

Gambar a) 300 nm x 300 topografi nm scan sampel partikel FeO. b) Zoom kedalam), scan ukuran 85 nm x 85 nm. Garis putih dengan panah menunjukkan posisidari sebuah profil garisPemindaian dapat dilakukan baik dalam kontak atau mode dinamis. Dalammodus dinamis kantilever yang berosilasi dekat frekuensi resonansi nya. Amplitudoosilasi dan redaman menentukan apakah pengukuran dilakukan dalam kontakintermittent atau mode non-kontakLanjutan OutputH. Analisis Output AFMUntuk menentukanukuran partikel-partikel ini penampang ditarik dipusat sejumlah partikel yangberdekatan seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 1b.berbentuk bola, panah posisi ketinggian maksimum (puncak partikel) digunakanuntuk menentukan

Gambar 15. Line profil dari 1b gambar). Lingkaran biru menunjukkan partikelberbentuk bola, panah posisi ketinggian maksimum (puncak partikel) digunakanuntuk menentukan ukuran.

Gambar diatas menunjukkan representasi3D dari scan. Ia menegaskan kedua asumsi bahwa partikel bulat dan erat dikemasARIGATO GOZAIMASU