Atom kuch mikroskopining ishlash printsipi va qo'llanilishi
Atom kuch mikroskopi va uning qo'llanilishi
Atom kuchi mikroskopi - bu skanerlash tunnel mikroskopining asosiy printsipidan ishlab chiqilgan skanerlash zond mikroskopi. Atom kuchi mikroskopining paydo bo'lishi, shubhasiz, nanotexnologiyaning rivojlanishida muhim rol o'ynadi. Atom kuch mikroskopi bilan ifodalangan skanerlash zond mikroskopi yuqori kattalashtirish kuzatuvini ta'minlash uchun namuna yuzasini skanerlash uchun kichik zonddan foydalanadigan bir qator mikroskoplar uchun umumiy atamadir. AFM skanerlash har xil turdagi namunalarning sirt holati haqida ma'lumot berishi mumkin. An'anaviy mikroskoplar bilan solishtirganda, atom kuch mikroskopining afzalligi shundaki, u atmosfera sharoitida namuna sirtini yuqori kattalashtirishda kuzatishi mumkin va deyarli barcha namunalar uchun (sirt pardozlash uchun ma'lum talablar bilan) namunani tayyorlashning boshqa usullarisiz foydalanish mumkin. Namuna sirtini 3D tasvirini olish mumkin. Shuningdek, u skanerlangan 3D topografiya tasvirida pürüzlülük hisoblash, qalinligi, qadam kengligi, blok diagrammasi yoki zarracha o'lchamlari tahlilini amalga oshirishi mumkin.
AFM ko'plab namunalarni aniqlay oladi va an'anaviy skanerlash sirt pürüzlülüğü o'lchagichlari va elektron mikroskoplar bilan ta'minlanmaydigan sirt tadqiqoti va ishlab chiqarishni nazorat qilish yoki jarayonni ishlab chiqish uchun ma'lumotlarni taqdim etishi mumkin.
1. Asosiy tamoyillar
Atom kuch mikroskopi sirt topografiyasini o'lchash uchun aniqlash namunasi yuzasi va kichik zond uchi o'rtasidagi o'zaro ta'sir kuchidan (atom kuchi) foydalanadi.
Prob uchi kichik egiluvchan konsolda bo'lib, zond namuna yuzasiga tegsa, hosil bo'lgan o'zaro ta'sir konsolning egilishi shaklida aniqlanadi. Namuna yuzasi va zond orasidagi masofa 3-4nm dan kam, ular orasidagi aniqlangan kuch esa 10-8N dan kam. Lazerli dioddan keladigan yorug'lik konsolning orqa tomoniga qaratilgan. Konsol kuch ostida egilganda, aks ettirilgan yorug'lik pozitsiyaga sezgir fotodetektorning burilish burchagi yordamida buriladi. Keyin to'plangan ma'lumotlar namuna yuzasining uch o'lchovli tasvirini olish uchun kompyuterda qayta ishlanadi.
To'liq konsolli zond piezoelektrik skaner tomonidan boshqariladigan namuna yuzasiga joylashtiriladi va 0.1nm yoki undan kam aniqlik darajasi bilan uch yo'nalishda skanerlanadi. Odatda, konsolning siljishini qayta aloqa bilan boshqariladigan Z o'qi namuna yuzasida batafsil skanerlash (XY o'qi) amalga oshirilganda doimiy bo'lib qoladi. Skanerlash javobining qayta aloqasi bo'lgan Z o'qi qiymati qayta ishlash uchun kompyuterga kiritiladi va namuna yuzasining kuzatuv tasviri (3D tasvir) olinadi.
Ikkinchidan, atom kuchi mikroskopining xarakteristikalari
1. Yuqori aniqlik qobiliyati skanerlash elektron mikroskoplari (SEM) va optik pürüzlülük o'lchagichlaridan ancha yuqori. Namuna sirtining uch o'lchovli ma'lumotlari tadqiqot, ishlab chiqarish va sifatni tekshirishning tobora ko'proq mikroskopik talablariga javob beradi.
2. Buzilmaydigan, prob va namuna yuzasi o'rtasidagi o'zaro ta'sir kuchi 10-8 N dan kam, bu avvalgi stilus pürüzlülük o'lchagichning bosimidan ancha past, shuning uchun u namunaga zarar etkazmaydi va u erda skanerlash elektron mikroskopining elektron nurlarining shikastlanishi muammosi emas. Bundan tashqari, elektron mikroskopni skanerlash o'tkazuvchan bo'lmagan namunalarni qoplashni talab qiladi, atom quvvat mikroskopiyasi esa buni talab qilmaydi.
3. U sirtni kuzatish, o'lchamni o'lchash, sirt pürüzlülüğünü o'lchash, zarracha o'lchamini tahlil qilish, protrusionlar va chuqurlarni statistik qayta ishlash, plyonka hosil qilish sharoitlarini baholash, himoya qatlamining o'lchami bosqichlarini o'lchash, baholash kabi keng ko'lamli ilovalarda qo'llanilishi mumkin. qatlamlararo izolyatsion plyonkalarning tekisligi, VCD qoplamasini baholash, yo'naltirilgan plyonkaning ishqalanish jarayonini baholash, nuqsonlarni tahlil qilish va boshqalar.
4. Dasturiy ta'minot kuchli qayta ishlash funktsiyalariga ega va uning uch o'lchamli tasvirni ko'rsatish hajmi, ko'rish burchagi, displey rangi va porlashi erkin sozlanishi mumkin. Va tarmoqni, kontur chizig'ini, chiziqli displeyni tanlashi mumkin. Tasvirni qayta ishlashning makro boshqaruvi, kesma shakli va pürüzlülüğü tahlili, topografiya tahlili va boshqa funktsiyalar.
