Atom kuch mikroskopining ishlash printsipi va qo'llanilishi
Atom kuch mikroskopiyasi - bu skanerlash tunnel mikroskopining asosiy printsipi asosida ishlab chiqilgan skanerlash zond mikroskopidir. Atom kuch mikroskopining paydo bo'lishi, shubhasiz, nanotexnologiyaning rivojlanishida harakatlantiruvchi rol o'ynadi. Skanerli zond mikroskopiyasi, atom kuchi mikroskopiyasi bilan ifodalanadi, bu mikroskoplar seriyasidir, ular namunaning sirtini skanerlash uchun kichik probdan foydalanadi va yuqori kattalashtirish kuzatuvini ta'minlaydi. Atom kuchi mikroskopini 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 namunaning sirtini yuqori kattalashtirishda kuzatishi mumkin va deyarli barcha namunalar uchun (sirt silliqligi uchun ma'lum talablar bilan) boshqa usullarni talab qilmasdan foydalanish mumkin. namunani tayyorlash jarayonlari, namuna yuzasining uch o'lchovli morfologik tasvirini olish. Va skanerlash natijasida olingan 3D morfologik tasvirlarda pürüzlülük hisoblash, qalinligi, qadam kengligi, blok diagrammasi yoki zarracha o'lchamlari tahlilini amalga oshirishi mumkin.
Atom kuchi mikroskopiyasi ko'plab namunalarni aniqlay oladi va sirtni tadqiq qilish, ishlab chiqarishni nazorat qilish yoki jarayonni ishlab chiqish uchun ma'lumotlarni taqdim etishi mumkin, an'anaviy skanerlash sirt pürüzlülüğü o'lchagichlari va elektron mikroskoplar ta'minlay olmaydi.
Asosiy tamoyillar
Atom kuchi mikroskopiyasi sirt morfologiyasini o'lchash uchun namuna yuzasi va nozik zondning uchi o'rtasidagi o'zaro ta'sir kuchidan (atom kuchi) foydalanadi.
Probning uchi kichik konsolda joylashgan bo'lib, zond namuna yuzasiga tegganda hosil bo'ladigan o'zaro ta'sir konsolning egilishi shaklida aniqlanadi. Namuna yuzasi va zond orasidagi masofa 3-4 nm dan kam, ular orasidagi aniqlangan kuch esa 10-8 N dan kam. Lazer diodidan keladigan yorug'lik konsolning orqa tomoniga qaratilgan. Konsol kuch ta'sirida egilganda, aks ettirilgan yorug'lik chayqaladi va burilish burchagini aniqlash uchun pozitsiyaga sezgir fotodetektor ishlatiladi. Keyinchalik, namuna yuzasining uch o'lchovli tasvirini olish uchun to'plangan ma'lumotlar kompyuter tomonidan qayta ishlanadi.
To'liq konsolli zond piezoelektrik skaner tomonidan boshqariladigan namuna yuzasiga joylashtiriladi va qadam kengligi 0,1 nm yoki undan kam aniqlikda uch yo'nalishda skanerlanadi. Odatda, namuna yuzasini batafsil skanerlashda (XY o'qi) konsolning siljish aloqasi bilan boshqariladigan Z o'qi sobit va o'zgarishsiz saqlanadi. Skanerlash javobiga teskari aloqa bo'lgan Z o'qi qiymatlari qayta ishlash uchun kompyuterga kiritiladi, natijada namuna yuzasining kuzatilgan tasviri (3D tasvir) olinadi.
Atom kuch mikroskopining xususiyatlari
1. Yuqori aniqlik qobiliyati skanerlash elektron mikroskop (SEM) va optik pürüzlülük o'lchagichlaridan ancha yuqori. Namuna yuzasidagi uch o'lchovli ma'lumotlar tadqiqot, ishlab chiqarish va sifatni tekshirishning tobora mikroskopik talablariga javob beradi.
2. Buzilmaydigan, zond va namuna yuzasi o'rtasidagi o'zaro ta'sir kuchi 10-8N dan past, bu an'anaviy stilus pürüzlülük o'lchagichlarining bosimidan ancha past. Shuning uchun u namunaga zarar etkazmaydi va elektron mikroskopni skanerlashda elektron nurlarning shikastlanishi muammosi yo'q. Bundan tashqari, skanerlash elektron mikroskopiyasi o'tkazuvchan bo'lmagan namunalarda qoplama bilan ishlov berishni talab qiladi, atom kuchi mikroskopiyasi esa buni talab qilmaydi.
3. U keng ko'lamli ilovalarga ega va sirtni kuzatish, o'lchamlarni o'lchash, sirt pürüzlülüğünü o'lchash, zarrachalar hajmini tahlil qilish, protrusionlar va chuqurlarni statistik qayta ishlash, plyonka hosil bo'lish holatini baholash, himoya qatlamlarining o'lchamini bosqichma-bosqich o'lchash, tekislikni baholash uchun ishlatilishi mumkin. qatlamlararo izolyatsiya plyonkalari, VCD qoplamasini baholash, yo'naltirilgan plyonkalarning ishqalanish jarayonini baholash, nuqsonlarni tahlil qilish va boshqalar.
4. Dasturiy ta'minot kuchli qayta ishlash qobiliyatiga ega va uning 3D tasvir displeyi o'z o'lchamini, istiqbolini, displey rangini va yorqinligini erkin sozlashi mumkin. Va tarmoq, kontur chiziqlari va chiziqli displeylarni tanlash mumkin. Tasvirni qayta ishlashda makro boshqaruv, kesma shakli va pürüzlülüğü tahlili, morfologik tahlil va boshqa funktsiyalar.
