Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Режимы работы атомно-силового микроскопа
В зависимости от расстояний от иглы до образца возможны следующие режимы работы АСМ: контактный режим (contact mode); бесконтактный режим (non-contact mode); полуконтактный режим (tapping mode). При контактном режиме АСМ является аналогом профилометра. Расстояние от иглы до образца составляет порядка нескольких десятых нм. Таким образом, игла находится в мягком физическом контакте с образцом и подвержена действию сил отталкивания, а взаимодействие между иглой и образцом заставляет кантилевер изгибаться, повторяя топографию поверхности. В этом случае используется консоли с малым коэффициентом жесткости, чтобы избежать чрезмерного влияния зонда на образец. Топографические изображения в атомно-силовом микроскопе обычно получают в одном из двух режимов: режим постоянной высоты и режим постоянной силы. Врежиме постоянной силы система обратной связи поддерживает постоянной величину силу взаимодействия иглы с поверхностью образца. При исследовании образцов с перепадами высот порядка единиц ангстрем, можно применять режим сканирования при постоянном среднем расстоянии между зондом и поверхностью образца – режим постоянной высоты. В этом случае кантилевер движется на некоторой средней высоте над образцом. Изгиб консоли Z, пропорциональный силе, действующей на зонд со стороны поверхности, записывается для каждой точки. Изображение в таком режиме представляет собой пространственное распределение силы взаимодействия зонда с поверхностью. Достоинства метода: наибольшая, по сравнению с другими методами, помехоустойчивость; высокая скорость сканирования; наилучшее качество сканирования поверхностей с резкими перепадами рельефа. Недостатки метода: При сканировании в открытой атмосфере (на воздухе) на зонд действуют капиллярные силы, внося погрешность в определение высоты поверхности. Практически непригоден для изучения объектов с малой механической жёсткостью (органические материалы, биологические объекты).Механическое взаимодействие зонда с поверхностью часто приводит к поломке зондов и разрушению поверхности образцов. При бесконтактном режиме (режиме притяжения) кантилевер с помощью пьезокристалла колеблется над изучаемой поверхностью с амплитудой ~2 нм, превышающей расстояние между зондом и поверхностью. Сила, действующая со стороны поверхности, приводит к сдвигу амплитудно-частотной и фазово-частотной характеристик зонда, и амплитуда и фаза изменяют значения. Система обратной связи, поддерживает постоянной амплитуду колебаний зонда, а изменение частоты и фазы в каждой точке записывается. Возможно установление обратной связи путём поддержания постоянной величины частоты или фазы колебаний. По изменению амплитуды или сдвигу резонансной частоты колебаний в ходе сканирования поверхности определяется сила притяжения и формируется изображение поверхности.
Достоинства метода: отсутствует воздействие зонда на исследуемую поверхность. Недостатки метода: крайне чувствителен ко всем внешним шумам, наименьшее латеральное разрешение и скорость сканирования. Функционирует лишь в условиях вакуума, когда отсутствует адсорбированный на поверхности слой воды. Попадание на кантилевер во время сканирования частички с поверхности образца меняет его частотные свойства и настройки сканирования "уходят". В связи с множеством сложностей и недостатков метода, его приложения в АСМ крайне ограничены. Полуконтактный режим аналогичен бесконтактному режиму с тем отличием, что игла консоли в нижней точке своих колебаний слегка касается поверхности образца. При этом возбуждаются вынужденные колебания консоли вблизи его резонансной частоты с амплитудой 10 – 100 нм, происходит сканирование и регистрируется изменение амплитуды и фазы колебаний. К взаимодействию консоли с поверхностью, состоящему из ван-дер-ваальсового взаимодействия, в момент касания добавляется упругая сила, действующая на консоль со стороны материала поверхности. В память компьютера одновременно записывается АСМ изображение рельефа поверхности и так как в каждой точке регистрируется изменение фазы колебаний консоли, то записывается распределение фазового контраста. В таком режиме можно исследовать твердые, органические, полимерные материалы, ПАВы. Достоинства метода: Наиболее универсальный из методов АСМ, позволяющий на большинстве исследуемых образцов получать разрешение 1 – 5 нм; латеральные силы, действующие на зонд со стороны поверхности, устранены - упрощает интерпретацию получаемых изображений. Недостатки метода: максимальная скорость сканирования меньше, чем в контактном режиме.
|
|||||
Последнее изменение этой страницы: 2020-12-09; просмотров: 67; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.17.79.60 (0.004 с.) |