Нанотехнологиялар
Атомдық күштік микроскоптар
жүктеу/скачать 4,68 Mb. Pdf көрінісі
|
НАНОТЕХНОЛОГИЯЛАР
- Бұл бет үшін навигация:
- Мультифункционалды микроскоптар
| Атомдық күштік микроскоптар
Үлгі атомы мен өткір ұштың атомдары өте аз қашықтықтарда (бір ангстрем шамасында) тебу күші туындайды, ал алыс қашықтықтарда тартылыс күші пайда болады. Күш шамасы үлгі мен ине арасындағы арақашықтығына экспоненциалды түрде тәуелді. Атомдық күштік микроскопы (аіотіс &гсе тісгозсоре) немесе АКМ жақын орналасқан атомдардың осындай күштік әсерлесулерден туындайтын зондтың ауытқуын бекітеді. АКМ бірнеше режімдерде, мысалы, салыстырма- лы жақыннан әрекет етуде (тебіліс күші өлшенеді) немесе алыстан әрекет етуде (тартылыс күші өлшенеді) жұмыс жасай алады. АКМ вертикаль бағыттағы және оның жазықтығына перпенди куляр сканирлеу жазықтығының бөлу қабілетімен сипатталады. Ине зонд өткір болған сайын (оны әдетте, кремний мен оның нитридінен жасайды), соғұрлым оның бөлу қабілеті арта түседі. Идеал ине-зонд, өте дәл өлшем жүргізуге мүмкіндік беретін, реттелген құрылымы бар бірқабатты көміртекті нанотүтікше бола алады. 4.3-суретте осындай ине-зондтың сызбанұсқасы, ал 4.4-суретте нысанның өте кішкентай тетіктерін аса дәлдікпен өлшеу мысалы көрсетілген. 4.3-сурет. Бірқабатты көміртекті нанотүтікше АКМ дәлдігін үлкейте алады 4.4-сурет. Атомды күштік микроскопияда өте үшкір зонд инесі өлшеулердің дәлдігін арттыруға көмектеседі АКМ вертикалды бөлінуі беттік қабат үстіндегі ине-зондтың салыстырмалы тербелістерін салыстыру арқылы жүзеге асырыла- ды. Бұл өлшемдердің дәлдігіне дыбыс, ғимарат дірілі және жылулық тербелістер түріндегі сыртқы кедергілер әсер етеді. Кедергілерді жою үшін АКМ-ді сыртқы паразитті дірілдерді сөндіруге қабілетті арнайы платформаларға орналастырады. Мультифункционалды микроскоптар XIX ғ. ортасынан бері оптикалық аспаптардың дифракция (сәулелену) әсерінен максималды бөлу қабілетінің теориялық шегі көрінетін жарықтың толқын ұзындығының жартысына тең шамамен (0,5 мкм немесе 500 нм) шектелді. 1980 ж. СЗМ пайда болуы мен дамуы бөлу қабілетін үш ретке жақсартты. Алайда олардың мүмкіндіктері физикалық заңдармен шектеледі. СЗМ арқылы алынған көріністер кванттық механика заңдарына бағынады және туннельді тоқтың өту жағдайына тәуелді. Зонд пен беттік қабат арасындағы күштік әрекеттесуді кең диапазонда тіркеуге қабілетті болғандықтан, АКМ аса үлкен мүмкіндіктерге ие, мысалы, олар: үйкелістің, магниттік және электростатикалық әрекеттесудің, ядро атомдарының тебілуі мен химиялық байланыстың салдарынан болады. Оптикалық көріністер СТМ/АКМ суреттерін ұлғайта алады. Алайда қарапайым микроскопта жарық дифракциясы мен шашырауы шектелетін болғанмен, жақын өрісті расторлық оптикалық микроско пия (ЖӨСОМ), аралық толқын ұзындығы бар жарық көзі сканирлеуші зонд ретінде қолданылып, үлгіге жақын жерге жарықты орналастыру жолымен осы шектеуді жеңеді (беттен бірнеше нанометр қашықтықта). Оған үлгі маңайындағы кішкентай тесік арқылы (тесіктің диаметрінің жартысына жақын, немесе 50 нм шамасында) және жарықтың (лазер) күшті көзін тесікке бағыттай отырып қол жеткізуге болады. Тесік арқылы өтетін жарық үлгіні жарықтандыру үшін жеткілікті және де тектор үлгіден шағылатын жарықты фиксирлейді. Кішкентай тесік немесе 10 нм көрінетін жарық көрінісінің бөлу қабілеті бар шыны оптикалық талшықтардың ұштары қолданылатын, ЖӨСОМ-ның бірнеше әдістері өңделді. Жарық дифракциясы қазіргі оптикалық микроскоптардың бөлу қабілетін шектейді, бірақ ғалымдар бұл шектеуден қалай құтылудың жолын тапты. Жақын өрісті сканирлейтін оптикалық микроскоп- та (пеаг-йеЫ зсаппіпд оріісаі тісгозсоре) немесе ЖӨСОМ толқын ұзындығына қарағанда, кішкентай өлшемді саңылау арқылы нысан- ды сканерден өткізгенде сәулеленуді тіркеу арқылы аса кең ауқымда қамтылған көріністі алуға болады. жүктеу/скачать 4,68 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|