|
|
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
 |
|
Атомно-силовая микроскопия |
Ночник-проектор "Звездное небо, планеты", черный. 
Коврик для запекания, силиконовый "Пекарь". 
Гуашь "Классика", 12 цветов. Содержание 1. Введение 2. Принципиальное устройство микроскопа АСМ 2.1 Атомно-силовой микроскоп 2.2 Способы сканирования 3. Исследование механических свойств полимерных пленок 3.1 Исследование деформированой поверхности 3.2 Необходимость. Проблематика 4. Сканирующий туннельный микроскоп 4.1 Открытие 4.2 Преимущества и недостатки сканирующей зондовой микроскопии по отношению к другим методам диагностики поверхности 4.3 Режимы сканирования 5. Применение АСМ 6. Перспективы Литература 1. Введение Разрешающая способность человеческого глаза - около 100 микрометров (0,1 мм), что примерно соответствует толщине волоска. Чтобы увидеть более мелкие предметы, требуются специальные устройства. Изобретенный в конце XVII века микроскоп открыл человеку новые миры, и в первую очередь мир живой клетки. Но у оптического микроскопа есть естественный физический предел разрешения - длина волны света, и этот предел (приблизительно равный 0,5 мкм) был достигнут к концу XIX века. Следующим этапом погружения в глубь микромира стал электронный микроскоп, в котором в роли луча света выступает пучок электронов. Его разрешение достигает нескольких ангстрем (0,1 нм), благодаря чему ученым удалось получить изображение вирусов, отдельных молекул и даже атомов. Но и оптический и электронный микроскоп дают лишь плоскую картинку. Рис.1 Увидеть трехмерную структуру микромира удалось только тогда, когда на смену оптическому лучу пришла тончайшая игла. Вначале принцип механического сканирования с помощью микрозонда нашел применение в сканирующей туннельной микроскопии, а затем на этой основе был разработан более универсальный метод атомно-силовой микроскопии. Атомно-силовая микроскопия позволяет анализировать на атомном уровне структуру самых разных твердых материалов - стекла, керамики, пластиков, металлов, полупроводников. Измерение можно проводить не только в вакууме, но и на воздухе, в атмосфере любого газа и даже в капле жидкости. Этот метод незаменим и для исследования биологических объектов. Суть метода. Суть метода заключается в том, что пучок электронов, взаимодействуя с поверхностью, рассеивается на ней и регистрирует её структуру, он может проходить образец насквозь — ПЭМ, или отражаться ОЭМ. Устройство микрозонда. Микрозонд представляет собой тонкую пластинку-консоль (ее называют кантилевером, от английского слова &quo ;ca ilever&quo ; - консоль, балка). На конце кантилевера расположен острый шип (радиус закругления от 1 до 10 нм). При перемещении микрозонда вдоль поверхности образца острие шипа приподнимается и опускается, очерчивая микрорельеф поверхности, подобно тому, как скользит по грампластинке патефонная игла. На выступающем конце кантилевера (над шипом) расположена зеркальная площадка, на которую падает и от которой отражается луч лазера. Когда шип опускается и поднимается на неровностях поверхности, отраженный луч отклоняется, и это отклонение регистрируется фотодетектором. Данные фотодетектора используются в системе обратной связи, которая обеспечивает постоянную силу давления острия на образец. Пьезоэлектрический преобразователь может регистрировать изменение рельефа образца в режиме реального времени.
В другом режиме работы регистрируется сила взаимодействия острия с поверхностью при постоянном положении шипа над образцом. Микрозонд обычно делают из кремния или нитрида кремния. Разрешающая способность метода составляет примерно 0,1-1 нм по горизонтали и 0,01 нм по вертикали. Смещая зонд по горизонтали, можно получить серию рельефов и с помощью компьютера построить трехмерное изображение. При использовании атомно-силовой микроскопии не требуется, чтобы образец проводил электричество. Благодаря этому атомно-силовая микроскопия нашла широкое применение для анализа биологических объектов - кристаллов аминокислот, белков, клеточных мембран и многого другого. В лаборатории, где занимаются исследованиями, имеется уникальный сверхвысоковакуумный отражательный электронный микроскоп, позволяющий проводить i -si u эксперименты с полупроводниковыми материалами и имеющий только один аналог в мире в Японии. Также есть микроскопия высокого разрешения на базе ПЭМ Jeol-4000. 2. Принципиальное устройство микроскопа АСМ Сканирующая зондовая микроскопия — это метод исследования поверхности, основанный на взаимодействии микрозонда (кантилевера в случае АСМ) с поверхностью образца. Микрозонд или кантилевер (англ. — балка) представляет собой кремниевую пластинку (3х1.5х0.3 мм) с торчащей из торца балкой (как прямоугольной, так и треугольной формы), — на конце балки находится шип, конец которого и зондирует поверхность. 2.1 Атомно-силовой мікроскоп Одной из наиболее распространенных разновидностей «сканирующей зондовой микроскопии», является атомно-силовая микроскопия (Рис. 1). Первый микроскоп такого типа был сконструирован Г. Биннигом, Х. Гербером и С. Квайтом в 1986 году, после того как годом ранее Г. Бинниг показ принципиальную возможность неразрушающего контакта зонда с поверхностью образца. Кантилеверы разделяются на жёсткие и мягкие, — по длине балки, а характеризуется это резонансной частотой колебаний кантилевера. Процесс сканирования микрозондом поверхности может происходить как в атмосфере или заранее заданном газе, так и в вакууме, и даже сквозь плёнку жидкости. СЗМ измеряет как нормальное к поверхности отклонение зонда (субангстремное разрешение) так и латеральное — одновременно. Для детектирования отклонения используется полупроводниковый лазер с длинной волны 670 нм и оптической мощностью 0,9 мВт. Лазерный луч направляется на обратную к по отношению к поверхности сторону кантилевера (на самый кончик), которая покрыта специальным алюминиевым зеркальным слоем для наилучшего отражения, и отраженный луч попадает в специальный четырёхсекционный фотодиод. Таким образом, отклонения кантилевера приводят к смещению луча лазера относительно секций фотодиода, — изменение разностного сигнала с фотодиода и будет показывать амплитуду смещения кантилевера в ту или иную сторону. Такая система позволяет измерять отклонения лазера в угле 0,1&quo ;, что соответствует отклонению кантилевера на угол 2•10–7 рад. 2.2 Способы сканирования Сканирование поверхности может происходить двумя способами, — сканирование кантилевером и сканировение подложкой.
Если в первом случае движения вдоль исследуемой поверхности совершает кантилевер, то во втором относительно неподвижного кантилевера движется сама подложка. Для сохранения режима сканирования, — кантилевер должен находиться вблизи поверхности, — в зависимости от режима, — будь то режим постоянной силы, или постоянной высоты, существует система, которая могла бы сохранять такой режим во время процесса сканирования. Для этого в электронную схему микроскопа входит специальная система обратной связи, которая связана с системой отклонения кантилевера от первоначального положения. Уровень связи (рабочая точка) кантилевер—подложка задается заранее, и система обратной связи отрабатывает так, чтобы этот уровень поддерживался постоянным независимо от рельефа поверхности, а сигнал, характеризующий величину отработки и является полезным сигналом детектирования. Образец (поверхность) и кантилевер сближаются с помощью шагового двигателя до тех пор пока поверхность и кантилевер не начнут взаимодействовать, что приведёт к такому смещению лазерного луча на секциях фотодиода,а значит к такому разностному току, что обратная связь прекратит сближение. Кантилевер непосредственно связан с четырёхобкладочной пьезотрубкой, подавая напряжение на противоположные обкладки, можно соответственно менять изгиб трубки, а значит и область сканирования кантилевера (горизонтальтное отклонение пьезотрубки) вдоль соответственно оси абсцисс и оси ординат. Внутри трубки находиться также пьезоэлемент, который отвечает за смещение кантилевера вдоль нормали к поверхности, то есть оси аппликат. При сканировании поверхности задается рабочая точка, физический смысл которой есть величина выдвижения пьезотрубки по отношению в максимальной амплитуде (обычно около 50 %). Обратная связь отрабатывает величину выдвижения пьезотрубки для поддержания режима (постоянной силы или постоянной высоты, в случае СТМ — постоянного туннельного тока) сканирования. В случае сканирования подложкой такая система присоединена к подложке. 3. Исследование механических свойств полимерных пленок В последнее время не ослабевает интерес к нанотехнологиям, в частности к процессам самоорганизации в материалах. В свете этого становится очевидна необходимость разработки новых нетрадиционных подходов для выявления корреляции &quo ;структура-свойства&quo ; гетерофазных полимерных систем. Исследование механических свойств полимерных пленок (измерение модуля Юнга, коэффициента Пуассона и т.д.) является важной практической задачей, связанной с существенными экспериментальными сложностями. Поскольку пленки тонкие и гибкие, для регистрации их деформаций требуются специальные методы. В частности, для исследования деформаций поверхности пленок может быть использована атомно-силовая микроскопия, за которой в последние годы закрепился статус одного из основных методов исследования поверхности твердых тел . Ее основное преимущество перед другими видами микроскопии (оптической, электронной, Оже) состоит в том, что она позволяет получить трехмерное изображение, т.е. предоставляет информацию о структуре и микрорельефе поверхности.
Нанотрубки переносились на подложку из оксида кремния и прикреплялись к электродам, находившимся на расстоянии до половины микрона друг от друга. Так был создан нанотрубочный транзистор, соединительные проводники и другие компоненты. Не обошлось пока и без нерешенных проблем. К сожалению, нанотрубки не всегда надежно припечатываются к подложке, а между столбиками может не вырасти ни одной либо, наоборот, образоваться сразу несколько нанотрубок. Однако экспериментаторы с оптимизмом смотрят в будущее, надеясь решить эти проблемы, совершенствуя катализаторы и оптимизируя геометрию столбиков. ГА Выжигаем по атомам Ученые из Технологического института Джорджии предложили новую технологию, которую назвали термохимической нанолитографией. Технология бьет все мыслимые рекорды скорости, не требует вакуума, работая практически в любой среде, и позволяет получать рисунки с разрешением менее 12 нм. Как известно, самым высоким разрешением сегодня обладают туннельные и атомно-силовые микроскопы, сканирующие своей иголкой поверхность и способные даже манипулировать отдельными атомами
1. Исследование кривых и поверхностей второго порядка
2. Формы рельефа поверхности Земли
4. Исследование механизма закрепления гексена, гексина-1 и бензола на поверхности киновари
5. Магнитооптическое исследование поверхности
10. Изменение структуры жидкости около твердой поверхности
11. Исследование силовой подготовки девушек и женщин, занимающихся фитнесом
12. Авиационные силовые установки
13. Изменение газового состава атмосферы в прошлом и настоящем
14. Исследование движения центра масс межпланетных космических аппаратов
15. Поиск и исследование внеземных форм жизни. Планетарный карантин, необходимый при этом
16. Дрозофила-объект научных исследований
Детский бинокль ночного видения "Секретный агент". 
Набор фигурок "Счастливые друзья". 
Чайник со свистком "Орхидея" ЕМ-25001/8, (2,5 л). 17. Методы исследования в цитологии
18. Исследования Ивана Петровича Павлова в области физиологии пищеварения
19. Исследование "Тактика морского боя"
21. Перспективы развития атомной энергетики в РФ
25. Особенности изменения экономико-географического положения России
27. Льготы по налогу на прибыль, динамика их изменений
28. Гражданско-правовой договор: формы, виды, особенности заключения, изменения и расторжения
29. Изменение системы государственного управления народным хозяйством в 1957г.
30. Математические методы и модели в конституционно-правовом исследовании
31. Понятие правоспособности, её статусы и изменения
32. Трудовые правоотношения: понятие, содержание, основания возникновения, изменения и прекращения
Настольная игра "Каркассон. Королевский подарок". 
Детская горка, цвет: зелёный/красный, скат 140 см. 
Шкатулка декоративная для ювелирных украшений "Вокруг света", 18,5x13,5x7,5 см. 34. Культурологические и семиотические исследования Ролана Барта
35. Культура как предмет исследования
36. Исследование концептуальных метафор на примере новелл Франца Кафки
42. Исследование программы PhotoShop и других программ Adobe
44. Исследование наилучших приближений непрерывных периодических функций тригонометрическими полиномами
45. Методы корреляционного и регрессионного анализа в экономических исследованиях
46. Поверхности второго порядка
47. Исследование элементарных функций
48. Исследование сердечно-сосудистой системы
Шкатулка для рукоделия "Цветочная поляна" 26x16x18,5 см. 
Письменные принадлежности "Набор первоклассника", 28 предметов. 
Банка для сыпучих продуктов "Лавандовый букет", 9,5x13 см, 500 мл. 49. Исследование органов дыхания
50. Взятие материала для лабораторного исследования на грибок
51. Криминалистические исследования документов
52. Криминалистическое исследование следов ног человека на месте происшествия
53. Судебно-медицинская экспертиза по исследованию огнестрельных повреждений (Контрольная)
57. Изменение физических характеристик почв под влиянием антропогенного фактора
58. Воздействие атомных станций на окружающую среду
59. Некоторые результаты исследования горных лиственничных лесов бассейна Верхней Лемвы в 1999-2000 гг.
63. Исследование факторов эмоционального выгорания педагогов
64. Методы политологических исследований (Контрольная)
Развивающая игра "Таблица умножения". 
Шкатулка для рукоделия, 28x21x15 см, арт. 80887. 
Набор капиллярных ручек "Fine Writer 045", 20 цветов, 0,8 мм, пластиковая банка. 65. Изменения в международной обстановке после окончания второй мировой войны (1946-1953)
66. Исследование и разработка конструкции бандажированного опорного валка стана 2500 горячей прокатки
67. Электротехнические материалы, применяемые в силовых трансформаторах
68. Электроснабжение силового оборудования Дворца культуры и техники АО "АВТОВАЗ"
69. Расчет силового трансформатора
74. Исследование возможности извлечения редких металлов из золы-уноса ТЭЦ (MS Word 97)
75. Кинематический и силовой расчет привода
77. Окрашивание поверхности водоэмульсионными составами
78. Подготовка поверхности под оштукатуривание
79. Исследование фактических сроков и состав ТР электрооборудования автомобиля КамАЗ-5320
80. Психоаналитическое исследование Э.Фромма в работе "Бегство от свободы"
Детский велосипед Jaguar трехколесный (цвет: синий). 
Набор утолщенных фломастеров для декорирования (5 цветов). 
Карандаши цветные "Noris Club. Johanna Basford", 36 цветов. 81. История исследования малых групп. Трансактный анализ общения
83. Исследование внимания в психофизиологии
84. Исследование образов мужчин и женщин у подростков
85. Наблюдение как метод социально – психологического исследования
89. Изменение Картины Мира у наркозависимых лиц
90. Исследование влияния акцентуации характера на девиантное поведение подростков
91. Исследование знания юридических терминов
92. Исследование эффекта автодинного детектирования в многоконтурном генераторе на диоде Ганна
93. Силовой трансформатор для источника питания
94. Исследование работы триггеров в интегральном исполнении
96. Разработка и исследование модели отражателя-модулятора (WinWord zip-1Mb)
Настольная игра "Русское лото". 
Настольно-печатная игра "Пир горой!". 
Увлекательная настольная игра "Турбосчет Форсаж". 98. Моделирование дискретной случайной величины и исследование ее параметров
99. Исследование искажений сигналов на выходе фильтра нижних частот
