Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Микроскоп атомных сил

Микроскоп атомных сил

26.07.2017

Принципиальный недостаток туннельного микроскопа - образец должен быть электропроводным. Ho как только освоили электронику тонкого сканирования с трехмерным приводом от пьезокристалла, “туннельную” регистрацию касания иглы стали заменять иными приемами. В микроскопе атомных сил это силы Ван дер Ваальса - межатомное притяжение, проявляющееся тоже лишь на расстояниях порядка межатомного.
Энергия ионной связи 10 эВ на атом, а молекулярной Ван дер Ваальса - всего 0,1 эВ Для разрыва этой связи (на пути порядка межатомного) необходима сила 10в-12 Н. Чтобы почувствовать такое притяжение иглы к образцу, ее крепят на тонкой пластинке, изгиб которой регистрируют “оптическим рычагом” (от поворота закрепленного на ней зеркала). Лепесток золотой фольги толщиной 25 мкм с приклеенным к нему алмазом может регистрировать до 10в-15 Н. Этого достаточно, чтобы различать разные молекулы по силе их сцепления с поверхностью, прямо измерять силу адгезии органического соединения к диэлектрику (на воздухе и под водой). Чувствительность ограничивает броуновское движение воздуха, раскачивающее датчик.
В иных вариантах расстояние от иглы до объекта поддерживают постоянным по электрической емкости зазора (при достигнутой чувствительности 10в-21 Ф) или по резонансному приему радиоволн зазор служит антенной, а источник — биения от сложения световых волн разной длины от двух лазеров, освещающих зазор. Включая свет короткими импульсами, здесь можно регистрировать быстрые изменения поверхности с разрешением во времени до 2*10в-9 с.
Такие микроскопы ощупывают и непроводящие кристаллы, например решетку дисульфида молибдена с разрешением по высоте до 0,3% от диаметра атома. Микроскоп атомных сил позволил увидеть одиночный атом золота, лежащий на слюде под водой.
Можно одновременно с силой притяжения измерять и тангенциальную силу -силу трения в атомных масштабах при подвеске иглы с двумя степенями свободы (работающей и на кручение, и на изгиб) или по сдвигу частоты кварцевого резонатора, расстраивающегося от нажима иглы на образец.
В сходном по конструкции микроскопе магнитных сил игла магнитная и реагирует на величину и направление вектора намагниченности в данной точке образца. В акустическом сканирующем микроскопе задают игле Ультразвуковые колебания и отслеживают рельеф, поддерживая постоянной амплитуду колебаний, проникших в образец.