Microscopia de força atômica

Introdução
Desde o século 17, quando o microscópio óptico foi inventado, até meados do século 20, quando surgiram novos tipos desses equipamentos, era impossível a visualização de objetos de dimensões menores que alguns milésimos de milímetros. Porém, a invenção dos microscópios de varredura por sonda abriu o caminho para a realização em escala nanoscópica e tridimensional de um velho sonho do cientista: a visualização de átomos e moléculas.
No início da década de 1980, o físico alemão Gerd Binning e o físico suíço Heinrich Rohrer estudavam as forças que agiam entre elétrons da superfície de um metal e uma ponta metálica nos laboratórios da empresa IBM, em Zurique (Suíça). A pesquisa, inicialmente voltada ao estudo das interações da matéria, iria se transformar em um dos aparelhos mais fantásticos que existem atualmente: o microscópio de varredura, que, pouco depois, daria origem a uma grande família de equipamentos semelhantes, todos usados para observar objetos em escala atômica.
Nesse trabalho explicaremos o funcionamento do microscópio de força atômica e mostraremos quais são as possibilidades de estudo que este equipamento oferece.

Como a imagem da microestrutura é formada

O microscópio é composto basicamente por uma pequena ponta, que pode ser de Si, Si3N4 ou diamante, que varre linearmente a superfície da amostra a ser analisada e que é presa a um cantilever que se deforma conforme a força de interação produzida entre a ponta e a superfície, dada pela lei de Hooke. A ponta de prova montada na extremidade de um braço de apoio (cantilever) possui baixa constante elástica, que geralmente é menor que uma dezena de N/m.
As forças de interação acontecem entre a ponta e os átomos da superfície da amostra analisada provocando a deflexão do cantilever. Esta interação resultante pode ser atrativa ou repulsiva.
Quando há uma mudança na topografia da superfície temos uma mudança na deflexão do cantilever. A grandes distâncias entre a ponta e a superfície, a interação