ساخت پیمایشگر جدیدی برای تصویربرداری دقیق‌تر با AFM

یک تیم تحقیقاتی از ICMAB پیمایشگر جدیدی برای میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) ساختند که می‌توان از آن برای بهبود تصویربرداری استفاده نمود. این پیمایشگر صحت سیگنال‌های پیزوالکتریک را در میکروسکوپ نیروی پاسخ‌پیزو افزایش می‌دهد.
میکروسکوپ نیروی پاسخ‌پیزو برای مشخصه‌یابی در حوزه‌ی پیزوالکتریک استفاده می‌شود و در حال حاضر تقریباً 300 مقاله در سال در این حوزه به چاپ می‌رسد. این در حالی است که در حوزه‌ی پیزوالکتریک سالانه بیش از 5000 مقاله منتشر می‌شود.
در این پروژه محققان تقریباً تمام پیمایشگرهای AFM موجود در بازار را مورد آزمایش قرار دادند و با استفاده از روش کمی‌سنجی الکترواستاتیکی، اندازه‌گیری خاصیت پیزوالکتریک را انجام دادند. آن‌ها پیمایشگر جدیدی ساختند که ارتفاع بلندتری داشته و برهم‌کنش الکترواستاتیک میان کانتالیور و نمونه در آن بسیار کم است. این نوک سیگنال‌های پیزوالکتریک تمیزی ایجاد می‌کند.
این روش مبتنی بر پدیده‌ای موسوم به تابع اصلاح است که در واقع یک رابطه‌ی ریاضی حل شده است. این تابع، عملیات ریاضی را تشریح می‌کند که در آن یک تقویت کننده، سیگنال مورد نظر را برای اندازه‌گیری تأمین می‌کند. این گروه بعد از انجام مدل‌سازی‌ها و محاسبات، آزمون عملی خود را با استفاده از نوک‌های AFM موجود در بازار انجام دادند. محققان سیگنال پیزوالکتریک را افزایش دادند در حالی که سهم الکترواستاتیک ثابت بود. با این کار مقدار سیگنال ایجاد شده از طریق پیزوالکتریک افزایش می‌یابد. این موضوع منجر به تغییر قابل توجه در نتیجه می‌شود. این آزمون نشان داد که نوک‌ها می‌توانند سیگنال‌های تمیزتری را ایجاد کنند.
نتایج این پروژه در همه‌ی دستگاه‌ها و تمامی تولیدکنندگان AFM قابل استفاده است. این عمومیت کاربرد، اهمیت این دستاورد را نشان می‌دهد.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Diminish electrostatic in piezoresponse force microscopy through longer orultra-stiff tips در نشریه‌ی Applied Surface Science به چاپ رسیده است.