[スポンサーリンク]

chemglossary

原子間力顕微鏡 Atomic Force Microscope (AFM)

原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscopy;AFM)とは、走査型顕微鏡の一種である。試料と探針間に働く原子間力を検出することによって、試料表面を原子レベルで可視化する技術。

試料表面を探針(tip)でなぞると、試料との間に原子間力(引力)が生じる。その力の大きさをカンチレバー(Cantilever)の”たわみ”とし
て検出する。たわみ具合はレーザー光の反射角から精密に見積もることができる。このようにして、試料表面の凹凸を画像化する(下図)。同様
の測定ができる走査型電子顕微鏡(STM)に比べ、導電性のない材料にも適用可能という利点を持つのが特徴である。

非接触型原子間力顕微鏡(Non-contacting Atomic Force Microscope: NC-AFM)では、探針を試料上空で上下振動させて走査し、探針-試料間距離に応じて変化する振動パラメータ変化を検出する。分解能などさまざまな点で接触型よりも優れており、原子レベルの解像度を誇る。

AFM_1.gif
(画像:Aglient.com)

2009年にIBMの研究者らは、一酸化炭素(CO)を先端に結合させた探針を用い、NC-AFMの分解能を大幅に向上させることに成功した[1]。分子軌道が存在する場所においては、CO分子との間にパウリの排他原理に基づく斥力が働くため、これを検出することで、化学結合までをも可視化できるようになった。以下の写真は彼らのグループによって撮影されたペンタセン分子のをAFM像である。

AFM_pentacene_1.jpg

鮮明なAFM画像を撮影するには、ノイズの影響を最小限にすべく、超高真空・極低温で測定を行う必要がある。

 

関連文献

[1] “The Chemical Structure of a Molecule Resolved by Atomic Force Microscopy”

L. Gross et al. Science 2009, 325, 5944. DOI: 10.1126/science.1176210

Resolving individual atoms has always been the ultimate goal of surface microscopy. The scanning tunneling microscope images atomic-scale features on surfaces, but resolving single atoms within an adsorbed molecule remains a great challenge because the tunneling current is primarily sensitive to the local electron density of states close to the Fermi level. We demonstrate imaging of molecules with unprecedented atomic resolution by probing the short-range chemical forces with use of noncontact atomic force microscopy. The key step is functionalizing the microscope’s tip apex with suitable, atomically well-defined terminations, such as CO molecules. Our experimental findings are corroborated by ab initio density functional theory calculations. Comparison with theory shows that Pauli repulsion is the source of the atomic resolution, whereas van der Waals and electrostatic forces only add a diffuse attractive background.

 

関連書籍

関連リンク

The following two tabs change content below.
cosine

cosine

博士(薬学)。Chem-Station副代表。現在国立大学教員として勤務中。専門は有機合成化学、主に触媒開発研究。 関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。 素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

関連記事

  1. ケミカルバイオロジー chemical biology
  2. クライン・プレログ表記法 Klyne-Prelog Nomenc…
  3. ソーレー帯 (Soret band) & Q帯 (Q …
  4. 合成後期多様化法 Late-Stage Diversificat…
  5. ポリメラーゼ連鎖反応 polymerase chain reac…
  6. ケージド化合物 caged compound
  7. 動的コンビナトリアル化学 Dynamic Combinatori…
  8. メビウス芳香族性 Mobius aromacity

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 「マイクロリアクター」装置化に成功
  2. 秋の褒章2014ー化学分野からは準結晶研究の蔡安邦教授に
  3. 理化学研究所が新元素発見 名前は「リケニウム」?
  4. 人工DNAから医薬をつくる!
  5. ChemSketchで書く簡単化学レポート
  6. 富士フイルム、英社を245億円で買収 産業用の印刷事業拡大
  7. Natureが査読無しの科学論文サイトを公開
  8. 鉄とヒ素から広がる夢の世界
  9. 新しい抗生物質発見:MRSAを1分で99.99%殺菌
  10. アズレンの蒼い旅路

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

「人工知能時代」と人間の仕事

デジタル技術の進歩は著しく、特に、人工知能(AI)と呼ばれる機械学習システムの進歩は、世界の労働者の…

特定の刺激でタンパク質放出速度を制御できるスマート超分子ヒドロゲルの開発

第134回のスポットライトリサーチは、京都大学大学院 工学研究科 合成·生物化学専攻 浜地研究室の重…

有機合成化学協会誌2018年1月号:光学活性イミダゾリジン含有ピンサー金属錯体・直截カルコゲン化・インジウム触媒・曲面π構造・タンパク質チオエステル合成

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2018年1月号が昨日オンライン公開されました。…

アミン化合物をワンポットで簡便に合成 -新規還元的アミノ化触媒-:関東化学

アミン化合物は医薬品、農薬などの生理活性物質をはじめ、ポリマーなどの工業材料に至るまで様々な化学物質…

独自の有機不斉触媒反応を用いた (—)-himalensine Aの全合成

近年単離されたアルカロイド(—)-himalensine Aの全合成に初めて成功した。独自開発した二…

究極の脱水溶媒 Super2(スーパー スクエア):関東化学

この度、関東化学株式会社は水分1ppm以下を保証する脱水溶媒を発売開始致します。この水分保証…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP