Das Rasterkraftmikroskop, engl. Atomic Force Microscope; Abkürzungen RKM, AFM.
Entwickelt von Gerd Binnig und Heinrich Rohrer, 1986.
Mikroskop zur mechanischen Abtastung von Oberflächen auf der Nanometerskala. Dabei wird eine an einer Blattfeder befestigte Nadel zeilenweise über die Oberfläche geführt. Durch die Struktur der Oberfläche wird dabei die Blattfeder verbogen. Die Auslenkung kann mit kapazitiven oder optischen Sensoren gemessen werden. Der Krümmungsradius der Spitzen beträgt dabei typischerweise 10 - 20 nm, was je nach Rauhigkeit der Probenoberfläche laterale Auflösungen von 0,1 - 10 nm erlaubt.
Zur exakten Bewegung der Nadel über die Probe dienen Piezostellelemente.
Das RKM kann in verschiedenen Betriebsmoden betrieben werden:
- Kontakt Modus:
Die Abtastnadel ist in direktem Kontakt mit der Probenoberfläche. Da das Pauli-Prinzip ein Überlappen der Atomorbitale in der Spitze und der Probenoberfläche verbietet, entstehen starke abstossende Kräfte. - Nicht Kontakt Modus:
Die Blattfeder, an der die Abtastnadel befestigt ist, wird zu Schwingungen angeregt und "schwebt" über der Probenoberfläche. Zwischen Nadel und Probe wirken nur anziehende Van-der-Waals-Kräfte.