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Das Atomic Force Microscope (AFM) in 3D

Wissenschaftsbild – Nummer 2

Die 3D-Grafik zeigt die Funktion eines Atomic Force Microscope (AFM, Rasterkraftmikroskop)

Das Atomic Force Microscope (AFM, Rasterkraftmikroskop) ist ein spezielles Werkzeug, mit dem Oberflächenstrukturen nahezu beliebiger Materialien visualisiert werden können. Mithilfe des Mikroskops werden Proben auf ihre Topografie (also Oberflächenbeschaffenheit) und ihre mechanischen Eigenschaften (beispielseise Reibung und Viskosität) überprüft.

Werfen wir einen Blick auf die Funktionsweise:
In einem Rasterverfahren wird die zu untersuchende Oberfläche Zeile für Zeile abgetastet. Dabei bewegt sich eine sehr fein konstruierte Messsonde über die Probe – oder umgekehrt. Für diese Bewegung sorgen Piezokristalle, die sich in Abhängigkeit von der angelegten Spannung ausdehnen oder zusammenziehen. Die Spitze der Sonde selbst ist nur wenige Atome dick. Deshalb kann sie kleinste Oberflächenänderungen registrieren. Die Auslenkung der Sonde wird über einen Laserstrahl sichtbar gemacht.

Für die Erforschung des Nanokosmos hat sich das Rasterkraftmikroskop als bahnbrechende Erfindung herausgestellt. Gerd Binnig, der das AFM im Jahre 1986 entwickelte, erhielt einige Jahre zuvor bereits den Physik-Nobelpreis für das ähnlich funktionierende Rastertunnelmikroskop.

Eintrag zum AFM in der Erfindergalerie des Deutschen Patent- und Markenamts: Link