Atom kuch mikroskopining ishlash printsipi va uning qo'llanilishi
Atom kuch mikroskopi - bu skanerlash tunnel mikroskopining asosiy printsipi asosida ishlab chiqilgan skanerlash zond mikroskopi. Atom kuch mikroskopiyasining paydo bo'lishi, shubhasiz, nanotexnologiyaning rivojlanishida harakatlantiruvchi rol o'ynadi. Atom kuch mikroskopiyasi bilan ifodalangan skanerlovchi prob mikroskopiyasi namuna yuzasini skanerlash uchun kichik zonddan foydalanadigan mikroskoplar seriyasining umumiy atamasi bo'lib, yuqori kattalashtirish kuzatuvlarini ta'minlaydi. AFM skanerlari har xil turdagi namunalarning sirt holati haqida ma'lumot beradi. An'anaviy mikroskoplar bilan solishtirganda, AFM ning afzalligi shundaki, u atmosfera sharoitida yuqori kattalashtirishda namunaning sirtini kuzatish uchun ishlatilishi mumkin va deyarli barcha namunalar uchun (sirt qoplamasi uchun ma'lum talablar bilan) hech qanday ma'lumot talab qilmasdan foydalanish mumkin. namuna sirtining uch o'lchovli topografik tasvirini olish uchun boshqa namuna tayyorlash. Skanerlangan 3D tasvir pürüzlülüğü, qalinligi, qadam kengligi, quti syujeti yoki granularlik tahlilini hisoblash uchun ishlatilishi mumkin.
Atom kuchi mikroskopiyasi ko'plab namunalarni tekshirishi mumkin, bu esa sirtni o'rganish va ishlab chiqarishni nazorat qilish yoki jarayonni rivojlantirish uchun an'anaviy skanerlash sirt pürüzlülüğü o'lchagichlari va elektron mikroskoplar bera olmaydigan ma'lumotlarni taqdim etadi.
Asosiy tamoyil
Atom kuchi mikroskopiyasi sirt topografiyasini o'lchash uchun sinov namunasi yuzasi va nozik zond uchi o'rtasidagi o'zaro ta'sir kuchidan (atom kuchi) foydalanadi.
Zond uchi kichik bremsstrahlung konsolida joylashgan bo'lib, zond namuna yuzasiga tegsa, natijada o'zaro ta'sir konsolning burilishi shaklida aniqlanadi. Namuna yuzasi va zond orasidagi masofa 3-4 nm dan kam va ular orasidagi aniqlangan kuch 10-8 N dan kam. Lazerli dioddan keladigan yorug'lik konsolning orqa tomoniga qaratilgan. Konsol kuch ta'sirida egilganda, aks ettirilgan yorug'lik biroz sezgir fotodetektorning burilish burchagidan foydalanib, buriladi. Keyin to'plangan ma'lumotlar kompyuter tomonidan qayta ishlanib, namuna yuzasining uch o'lchovli tasvirini oladi.
Namuna yuzasiga piezoelektrik skaner nazorati ostida o'rnatilgan to'liq konsolli zond aniqlik darajasida 0,1 nm yoki undan kamroq bosqichlarda uch yo'nalishda skanerlanadi. Odatda, konsolning siljishi qayta aloqa boshqaruvining Z o'qi ta'sirida barqaror saqlanadi, chunki namuna yuzasi batafsil (XY o'qi) suziladi. Skanerga javoban qayta aloqa Z o'qi qiymati kompyuterga ishlov berishda kiritiladi, natijada namuna sirt tasviri (3D tasvir) kuzatiladi.
Atom kuchlari mikroskopining xususiyatlari
1. Yuqori aniqlik qobiliyati skanerlash elektron mikroskopidan (SEM), shuningdek, optik pürüzlülük asbobidan ancha yuqori. Namuna yuzasida uch o'lchovli ma'lumotlar tadqiqot, ishlab chiqarish, sifatni tekshirish talablariga ko'proq mikroskopik javob beradi.
2. Buzilmaydigan, zond va namuna sirtining o'zaro ta'sir kuchi 10-8 N yoki undan kam, oldingi stilus pürüzlülüğü asbob bosimidan ancha past, shuning uchun namunaga zarar yetkazilmaydi, skanerlash elektron mikroskop elektron nurlari yo'q. zarar. Bundan tashqari, skanerlovchi elektron mikroskop o'tkazuvchan bo'lmagan namunalarni qoplashni talab qiladi, atom kuchi mikroskopi esa talab qilinmaydi.
3. Keng ko'lamli ilovalar, sirtni kuzatish, o'lchamlarni aniqlash, sirt pürüzlülüğünü aniqlash, granularlik tahlili, statistik ishlov berishning o'simtalari va chuqurliklari, plyonka hosil qilish sharoitlarini baholash, himoya qatlamining o'lchamini aniqlash uchun ishlatilishi mumkin. qadam, qatlamlararo izolyatsion plyonkaning tekisligini baholash, VCD qoplamasini baholash, yo'nalishli kino jarayonining ishqalanish bilan ishlov berishni baholash, nuqsonlarni tahlil qilish.
4. Kuchli dasturiy ta'minotni qayta ishlash funktsiyalari, uning uch o'lchamli tasviri uning o'lchamini, ko'rish burchagini, displey rangini, yorqinligini erkin o'rnatishi mumkin. Va tarmoqni, konturni, chiziqli displeyni tanlashi mumkin. Tasvirga ishlov berishning makro boshqaruvi, kesma shakli va pürüzlülük tahlili, morfologik tahlil va boshqa funktsiyalar.
