Атомно-силовая микроскопия.

Цель работы.

Атомно-силовая микроскопия (АСМ) – основной способ исследования морфологии и локальных механических, электронных, магнитных и других параметров поверхности твердого тела с субнанометровым пространственным разрешением. АСМ относятся к бессчетному семейству сканирующих зондовых микроскопов.

Атомно-силовой микроскоп был придуман Гердом Биннигом, Кэлвином Куэйтом и Кристофером Гербертом в 1986 году и позволил Атомно-силовая микроскопия. достигнуть атомарного разрешения как на проводящих, так и на не проводящих образчиках различной природы.

Цель лабораторной работы:

1. Получение АСМ - изображения тестовых объектов с удаленным доступом.

2. Освоение стандартных процедур обработки изображения на тестовых объектах.

3. Освоение главных процедур для анализа топологии поверхности.

4. Знакомство с галереей АСМ-изображений.

Главные сведения о сканирующей зондовой Атомно-силовая микроскопия. микроскопии.

Сравнительные свойства разных способов микроскопичного исследования поверхности приведены в таблице 1.

Способ Повышение Рабочая среда Размерность изображения Воздействие на эталон
Оптическая микроскопия 103 воздух, жидкость 2D Неразрушающий
Лазерное сканирование 104 воздух 2D Неразрушающий
Сканирующий электрический микроскоп 106 вакуум 2D Разрушающий
Ионный микроскоп 109 вакуум 2D Разрушающий
Сканирующий зондовый микроскоп 109 вакуум, воздух, жидкость 3D Неразрушающий

Таблица Атомно-силовая микроскопия. 1. Сравнительная черта разных способов микроскопичного исследования поверхности жестких тел.

1-ые четыре из их основаны на использовании сфокусированного пучка частиц (фотонов, электронов, ионов и др.). В отличие от их, сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ) базирована на регистрации взаимодействия микроскопичного зонда с поверхностью эталона во время сканирования.

Предел разрешения оптических Атомно-силовая микроскопия. микроскопов ограничен длиной волны видимого света и составляет около 0,5 мкм. Сканирующий электрический микроскоп, работающий исключительно в вакууме, позволяет разрешать детали нанометрового масштаба, но при всем этом может быть повреждение эталона пучком высокоэнергетичных электронов. Этот способ также не позволяет конкретно получать информацию о высоте деталей. СЗМ дает возможность не только Атомно-силовая микроскопия. лишь узреть атомарную и молекулярную структуру поверхности, не разрушая ее, да и повлиять на нее на уровне отдельных атомов и молекул.

Сканирующая зондовая микроскопия дает возможность изучить объекты различной природы – диэлектрические, полупроводниковые, железные, био и др.

СЗМ позволяет учить структуру и локальные характеристики (механические, электронные, магнитные, электрические и т Атомно-силовая микроскопия..д.) поверхности в разных средах - на воздухе, в воды, в вакууме.

Исследования способом СЗМ можно проводить в широком спектре температур - от низких (гелиевых) до 150-300оС.

Поле наблюдения сканирующего зондового микроскопа может варьироваться от нескольких нанометров до 10-ов микрометров.

В особенности принципиальна наглядность представляемой инфы. В СЗМ–микроскопии она представляется Атомно-силовая микроскопия. в виде двухмерных (2D) и трехмерных (3D) изображений и обычно не появляется заморочек их интерпретации в отличие от изображений, приобретенных при помощи электрического микроскопа, на которых не всегда ясно, где на картине впадина, а где возвышенность.

Практически, СЗМ «проецирует» объекты нано- и микромира на доступный нашему восприятию «экран» - компьютер.

Эти особенности Атомно-силовая микроскопия. обусловили главные области внедрения СЗМ - микроскопии, которая обширно употребляется в физике, химии, геологии, биологии, биотехнологии, нанотехнологии, медицине и на стыке этих наук.

Области внедрения СЗМ.

1) «Нанометрия».

Исследование с нанометровым разрешением шероховатости поверхности, электрофизических, адгезионных параметров поверхности, проводимости, процессов хим либо ионного травления, процессов адсорбции, исследование доменной структуры сегнетоэлектрических Атомно-силовая микроскопия. материалов, процессов самоорганизации квантовых точек и нанометровых островков на поверхности полупроводников, исследование модификации поверхности кристаллов и пленок наружными воздействиями, наблюдение изъянов, кластеров, наноидентирование и т.д.

2) Нанотехнология.

В данном разделе нужно рассматривать два нюанса:

· во-1-х, СЗМ можно использовать для исследования применяемых в нанотехнологии материалов.

При помощи Атомно-силовая микроскопия. СЗМ - микроскопии наблюдают наноструктурированные материалы различного предназначения; тонкие пленки, гетероструктуры, приповерхностные слои, магнитотвердые и магнитомягкие материалы, нанопористые материалы (катализаторы, адсорбенты и т.п.), нанокомпозиты; фуллерены, фуллериты, нанотрубки и композиты на их базе. Способом СЗМ можно изучить локализацию p-n переходов, тестовые решетки, интегральные схемы, CD и DVD диски.

· во-2-х, зондовый микроскоп Атомно-силовая микроскопия. сам служит инвентарем для нанотехнологии.

Способы АСМ и СТМ (сканирующей туннельной микроскопии) позволяют проводить динамическую и анодно-окислительную нанолитографию, получать полимеры с внедренными микрочастицами, контролируемо перемещать атомы и т.п.

3) Биология и биотехнология.

СЗМ обширно употребляется для био исследовательских работ, так как позволяет проводить измерения в водянистых средах Атомно-силовая микроскопия. с молекулярным разрешением. Этим способом изучат биополимеры, макромолекулы, белки, ДНК, вирусы, бактерии, клеточки крови, ткани и т.д.

Есть два главных способа в сканирующей зондовой микроскопии – сканирующая туннельная микроскопия и атомно-силовая микроскопия. Остановимся более тщательно на механизмах работы АСМ.

Атомно-силовая микроскопия.


atomno-silovaya-mikroskopiya.html
atonicheski-astaticheskaya-forma.html
atopicheskij-dermatit-lokalizovannaya-forma-istoriya-bolezni-referat.html