Лекция №11.
Тақырыбы: Атомдық-күштік микроскопия. Жақын өрісті сканерлейтін оптикалық микроскоп.
Жоспар:
Атомдық-күштік микроскоптың жұмыс істеу принципі..
Жақын өрісті сканерлейтін оптикалық микроскоптың жұмыс істеу принципі
СТМ-ды ойлап тапқаны үшін 1986 жылы Бинниг пен Рорерге Нобель сыйлығы берілгеннен кейін ұқсас әдістер жиынтығын жасау тез қолға алына бастады. Оларды СТМ пен қатар сканерлеуші зондтық микроскопқа (СЗМ) жатқызуға болады. Соңғы құралдардың ішіндегі ең маңыздысы 1986 жылы Бинниг, Квейт және Гербер жасаған атомдық күштік микроскоп (АСМ) болып табылады. 1-суретте 2 типтік АСМ-тың схемасы көрсетілген.
1-суреттен көрініп тұрғандай, АСМ – СТМ және профилометр инесі құрылғылары принциптерінің комбинациясы болып табылады. АСМ ток өткізбейтін беттерді оқып-зерттеуге мүмкіндік береді, себебі ол өзінің «атомдық» ұштарын ван-дер-ваальс күшінің көмегімен сканерлейді. Қазіргі кезде АСМ-ның коммерциялық базарында бірнеше жеткізіп беретін фирмалар бар. АСМ және СТМ басқа ешқандай микроскопта жоқ атомдық масштабқа дейін үш өлшемді ажыратушылыққа ие. Көптеген өндірушілер сататын АСМ тұтынушы үшін өте ыңғайлы, олар толық бейнелеп береді. АСМ нанотехнологияда, сондай-ақ ғылым мен техниканың басқа да салаларынан жан- жақты қолданыс тапты. Осы құралдың негізгі бөлшектері өте үшкір зондтық инесі (радиусы 1-10 нм [φ]) бар жұқа консольдық балка (кантилевер) кантилевердің ауытқуын өлшеуге арналған. 3D-пьезоэлектрлік сканер мен оптикалық жүйе болып табылады. Ине бетпен түйіскен кезде (немесе оның жанында орналасса, немесе үлгінің бетіне жанасса), ол беттік күштердің қосынды әсеріне ұшырайды. Бұл күштер шағылған лазерлік сәулелердің ауытқуы бойынша үздіксіз өлшейтін кантилевердің майысуы мен айналуын туғызады.
3D-сканер көмегімен зондқа қатысты үлгінің өзі немесе альтернативті конструкцияларда контилевер үш өлшемді үлгінің үстінде орын ауыстырылады.Сөйтіп, беттің алдын-ала анықталған бетіне сканерлеу жүзеге асады. Бұл құралдың ажырату қабілеті өте жоғары. 0,01 км-ге дейін, ол атом радиусымен шамалас.
|
