Atom kuchi mikroskopining ishlash printsipi va qo'llanilishi
Atom kuchi mikroskopi - skanerlash tunnel mikroskopining asosiy tamoyillari asosida ishlab chiqilgan skanerlash zond mikroskopi. 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 namunalar yuzasini yuqori kattalashtirishda kuzatishi mumkin va deyarli barcha namunalar uchun (sirt silliqligi uchun ma'lum talablar bilan), namunani tayyorlashning boshqa usullarini talab qilmasdan, namuna yuzasining uch o'lchovli morfologik tasvirlarini olish uchun ishlatilishi mumkin. Va u skanerdan olingan uch o'lchamli morfologiya tasvirida pürüzlülüğü, qalinligi, qadam kengligi, blok diagrammasi yoki zarracha hajmi tahlilini amalga oshirishi mumkin.
Atom kuchi mikroskopiyasi ko'plab namunalarni aniqlay oladi, sirt tadqiqoti va ishlab chiqarishni nazorat qilish yoki jarayonni ishlab chiqish uchun ma'lumotlarni taqdim etadi
an'anaviy skanerlash sirt pürüzlülüğünü o'lchagichlar va elektron mikroskoplar bilan ta'minlanishi mumkin emas.
1, 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.
Prob uchi kichik egiluvchan konsolda joylashgan bo'lib, zond namuna yuzasi bilan aloqa qilganda hosil bo'ladigan o'zaro ta'sir konsolning egilishi shaklida aniqlanadi. Namuna yuzasi va prob orasidagi masofa 3-4 nm dan kam va ular orasidagi aniqlangan kuch 10-8 N dan kam. Lazer diodasidan keladigan yorug'lik konsolning orqa tomoniga qaratilgan. Konsol kuch ta'sirida egilganda, aks ettirilgan yorug'lik buriladi va burchakni burish 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 namunaning yuzasiga joylashtiriladi va gorizontal aniqlikda qadam kengligi 0,1 nm yoki undan kam bo'lgan uch yo'nalishda skanerdan o'tkaziladi. Odatda, namuna yuzasini batafsil skanerlashda (XY o'qi) konsolning siljish aloqasi bilan boshqariladigan Z o'qi sobit va o'zgarishsiz qoladi. Skanerlash javobi bo'yicha fikr-mulohazalarni ta'minlaydigan Z o'qi qiymatlari qayta ishlash uchun kompyuterga kiritiladi, natijada namuna yuzasining kuzatuv tasviri (3D tasvir) olinadi.
Atom kuchlari mikroskopining xususiyatlari
1. Yuqori aniqlik qobiliyati skanerlash elektron mikroskoplari (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, prob 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 skanerlash elektron mikroskopining elektron nurlarining shikastlanishi muammosi yo'q. Bundan tashqari, elektron mikroskopni skanerlash 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, o'simtalar va chuqurlarni statistik qayta ishlash, plyonka hosil bo'lish sharoitlarini baholash, himoya qatlamlarining o'lchamini bosqichma-bosqich o'lchash, qatlamlararo izolyatsiya plyonkalarining tekisligini baholash, VCD qoplamasini baholash, defektsion plyonkalarni baholash va h.k. uchun ishlatilishi mumkin.
4. Dasturiy ta'minot kuchli qayta ishlash qobiliyatiga ega va uning 3D tasvirni ko'rsatish hajmi, ko'rish burchagi, displey rangi va porlashi erkin sozlanishi mumkin. Va tarmoq, kontur chiziqlari va chiziqli displeylarni tanlash mumkin. Tasvirni qayta ishlashning makro boshqaruvi, kesma shakli va pürüzlülüğünün tahlili, morfologik tahlil va boshqa funktsiyalar.
