b'\n_START_ARTICLE_\nAtomivoimamikroskooppi\n_START_PARAGRAPH_\nAtomivoimamikroskoopissa (AFM = Atomic force microscope) n\xc3\xa4ytteen pintaa tutkitaan v\xc3\xa4r\xc3\xa4htelij\xc3\xa4\xc3\xa4n kiinnitetyll\xc3\xa4 eritt\xc3\xa4in ter\xc3\xa4v\xc3\xa4ll\xc3\xa4 neulalla, jonka k\xc3\xa4rki voi olla kooltaan vain joitain nanometrej\xc3\xa4. Neulaa ja n\xc3\xa4ytett\xc3\xa4 liikutellaan suhteessa toisiinsa. AFMilla kyet\xc3\xa4\xc3\xa4n havaitsemaan n\xc3\xa4ytteen pinnassa jopa nanometrin osien korkeusvaihtelut, vaakaresoluutio on nanometrin luokkaa ja riippuu neulan koosta. AFM-mittauksessa saatavan profiilin m\xc3\xa4\xc3\xa4r\xc3\xa4\xc3\xa4 "tip convolution", joka tarkoittaa sit\xc3\xa4, ett\xc3\xa4 jokainen kuvan datapisteist\xc3\xa4 edustaa spatiaalista konvoluutiota k\xc3\xa4rjen muodon ja kuvattavan kohteen muodon v\xc3\xa4lill\xc3\xa4. Niin kauan kuin k\xc3\xa4rki on paljon ter\xc3\xa4v\xc3\xa4mpi kuin kohde, saadaan todellinen profiili, mutta jos kohde on k\xc3\xa4rke\xc3\xa4 ter\xc3\xa4v\xc3\xa4mpi, k\xc3\xa4rjen muoto m\xc3\xa4\xc3\xa4rittelee kuvan. Kuva 1 havainnollistaa edell\xc3\xa4 kuvattua tilannetta._NEWLINE_AFMin k\xc3\xa4rkeen kohdistuvat van der Waalsin voimat, joiden voimakkuus ja vaikutussuunta riippuu k\xc3\xa4rjen et\xc3\xa4isyydest\xc3\xa4 n\xc3\xa4ytteen pinnasta. L\xc3\xa4hiet\xc3\xa4isyydell\xc3\xa4 van der Waals-voimia vastaava potentiaali on muotoa B/r^{12}, jolloin vuorovaikutustyyppi on karkottava (repulsiivinen). Pidemmill\xc3\xa4 et\xc3\xa4isyyksill\xc3\xa4 potentiaali muotoa -A/r^6 ja vuorovaikutustyyppi on puoleensavet\xc3\xa4v\xc3\xa4 (attraktiivinen). AFM:lle voidaan m\xc3\xa4\xc3\xa4ritell\xc3\xa4 kolme periaatteellista toimintatilaa: kontakti, kosketus ja ei-kontakti. Kontaktimoodissa k\xc3\xa4rki osuu n\xc3\xa4ytteen pintaan ja kokee karkottavan voiman, joka pakottaa k\xc3\xa4rjen seuraamaan pintaprofiilia tasaisesti. Resoluutio on parempi kuin muissa toimintatiloissa, koska poikkeama ja poikkeuttava voima ovat suurempia. Kosketusmoodi on kontakti- ja ei-kontaktimoodien v\xc3\xa4limuoto, jossa k\xc3\xa4rki osuu kevyesti n\xc3\xa4ytteen pintaan. V\xc3\xa4r\xc3\xa4htelyn amplitudi vaihtelee t\xc3\xa4ll\xc3\xb6in pinnan topografian mukaan pyyhk\xc3\xa4isyn edetess\xc3\xa4, miss\xc3\xa4 tapauksessa edelleen ollaan karkottavan vuorovaikutuksen alueella mutta l\xc3\xa4hemp\xc3\xa4n\xc3\xa4 potentiaaliminimi\xc3\xa4 kuin kontaktimoodissa._NEWLINE_Kontaktimoodiin verrattuna kosketusmoodin etuna on se, ettei n\xc3\xa4ytteen pinta vaurioidu ja lis\xc3\xa4ksi saavutetaan l\xc3\xa4hes yht\xc3\xa4 hyv\xc3\xa4 resoluutio. Ei-kontaktimoodissa k\xc3\xa4rki pidet\xc3\xa4\xc3\xa4n v\xc3\xa4hint\xc3\xa4\xc3\xa4n useiden nanometrien p\xc3\xa4\xc3\xa4ss\xc3\xa4 n\xc3\xa4ytteen pinnasta, jolloin n\xc3\xa4ytteen vahingoittumisesta ei ole pelkoa, mutta resoluutio k\xc3\xa4rsii selv\xc3\xa4sti. Kontaktimoodissa voidaan p\xc3\xa4\xc3\xa4st\xc3\xa4 jopa atomitason resoluutioon. Toimintatilasta riippumatta haluttu mitta saadaan v\xc3\xa4r\xc3\xa4htelij\xc3\xa4n poikkeamasta vaakatasosta. AFMin mittausj\xc3\xa4rjestely on esitetty kuvassa 2. Suurin mitattavissa oleva korkeusero riippuu v\xc3\xa4r\xc3\xa4htelij\xc3\xa4n maksimipoikkeamasta ja on yleens\xc3\xa4 10 \xc2\xb5m luokkaa. AFMin neula voi helposti katketa pieniss\xc3\xa4 jyrkk\xc3\xa4reunaisissa rakenteissa, ja toisaalta neula saattaa my\xc3\xb6s tuhota hienorakenteita.'