Атомная силовая микроскопия

Одним из главных недостатков СТМ является тот факт, что нельзя анализировать диэлектрики. Другой недостаток заключается в возможности возникновения эффектов, индуцированных полем, особенно при работе с высокими напряжениями. Оба ограничения преодолеваются в методе атомной силовой микроскопии (АСМ), которую мы рассмотрим в следующем разделе. [c.373]

Структура плёнок исследовалась методом рентгенографии, электронографии, просвечивающей электронной микроскопии, атомно-силовой микроскопии. [c.209]

Высокие локальные электрические поля на поверхности материала могут привести к процессам ионизации либо газов, контактирующих с поверхностью, либо атомов самого материала. Эти процессы составляют основу полевой ионной микроскопии (ПИМ) и ПИМ с атомным зондом. Другое влияние высоких локальных полей заключается в эффекте индуцирования электрических токов, который лежит в основе сканирующей туннельной микроскопии (СТМ). В принципе, различные методы сканирующей силовой микроскопии, наиболее важным из которых является атомная силовая микроскопия (АСМ), также принадлежат к этой группе, поскольку измеряемые силы тоже возникают в результате действия локализованных электрических полей. В табл. 10.4-1 приведен обзор полевых зондовых методов. Однако благодаря уникальным свойствам СТМ и АСМ эти методы рассмотрены отдельно в разд. 10.5 ( Методы сканирующей зондовой микроскопии ). [c.365]

Атомная силовая микроскопия (АСМ) [c.366]

Наряду с СТМ атомная силовая микроскопия (АСМ) является важнейшим методом сканирующей зондовой микроскопии. [c.374]

Методами флуоресцентной и атомно-силовой микроскопии изучается фазовая структура пленок смесей полимеров, сформированных из раствора [6]. Например, при изучении пленок смеси полистирола и полиметилметакрилата, полученных испарением растворителя (толуола) из 4 %-ного раствора смеси, обнаружено, что морфология слоя пленки, расположенного на границе с воздухом, существенно зависит от скорости испарения растворителя. Когда растворитель медленно удаляется из пленки, на поверхности появляются практически монодисперсные и равномерно распределенные в плоскости поверхности частицы полиметилметакрилата. За этой плоскостью расположен слой толщиной около 18 мкм, практически свободный от ПММА. При быстром испарении растворителя пленка состоит из случайно распределенных полидисперсных частиц ПММА. [c.576]

Исследование мицелл методом высокоэффективной атомно-силовой микроскопии (АСМ) [c.174]

Атомный силовой микроскоп (АСМ) [c.40]

Кэмел с сотрудниками [41] пытались также смоделировать рассеяние света на поверхностных неровностях пленок из термопластов. Рельеф поверхности определялся с помощью атомного силового микроскопа. Анализ светорассеяния проводился в рамках классической оптики. Эти исследования выглядят перспективными, но пока находятся на ранней стадии. [c.197]

Новой научной техникой, применяемой для исследования структур в масштабе от 100 А до нескольких микрон, является атомный силовой микроскоп (АСМ). Этот инструмент определяет силу взаимодействия между кончиком иглы и поверхностью образца. АСМ полезен при изучении поверхностей полиолефиновых монокристаллов [82], также поверхностей пленок, полученных раздувом рукава [83,84]. [c.54]

Анализ топографии поверхности битумов и нефтяных остатков, а также их сколов, изученных нами с помощью оптической и атомно-силовой микроскопии, показал наличие в них смолисто-асфальтеновых структур различных размеров, очень похожих друг на друга и имеющих иерархическое фрактальное строение. [c.70]

Установлено влияние добавок ПАВ различной природы на структуру и свойства нефтяных остатков. Показано, что твердые парафиновые углеводороды в них создают собственные фрактальные образования. Таким образом, на основании результатов оптической и атомно-силовой микроскопии предложено новое видение строения нефтяных остатков и битумов. [c.70]

Туннельно-зондовую технологию связывают с созданием сканирующего туннельного микроскопа (СТМ), а затем и атомно-силового микроскопа (АСМ). Используя зонды (кремниевые иглы) указанных микро- [c.22]

На рис. 1.14 [6] показано изображение на атомно-силовом микроскопе наноструктуры кластеров оксида железа, полученной в процессе термического разложения оксалата железа в начале спекания. [c.29]

Читатель уже убедился, что в СТМ решающее значение для получения атомного разрешения играет экспоненциальная зависимость туннельного тока от расстояния между зондом и поверхностью. В атомно-силовой микроскопии (АСМ) такое значение имеет резкая зависимость силы взаимодействия молекул от расстояния между ними Д (вандерваальсовы взаимодействия) [c.57]

Наряду с исследованием топофафии поверхности в атомно-силовой микроскопии возможны исследования распределения поверхностного потенциала. Данные исследования заключаются в регистрации электрически индуцированного возбуждения колебаний кантилевера (зонда) под действием силы пропорциональной изменению разности потенциалов между кантилевером и образцом. Этот метод позволяет определять положение эмиссионных центров на рабочей поверхности автокатода и детально исследовать работу выхода электронов этих центров [2]. [c.50]

Исследован механизм изнашивания углеродных материалов на основе графита и политетрафторэтилена при трении без смазки по модифиш<рованным металлическим поверхностям. Углеродные материалы были разработаны на полимер - олигомерных матрицах и содержали армирующие компоненты и смазки. Для модифицирования поверхностей трения применяли механические, химические и физико-химические методы создания заданных параметров микрорельефа и поверхностной активности. Триботехнические исследования проводили на машине трения типа УМТ по схеме вал-частичный вкладыш при нагрузке до Ю МПа и скорости скольжения до I м/с. Анализ фазового состава и строения поверхностей трения осуществляли методами растровой электронной и атомной силовой микроскопии. Газоабразивная обработка поверхностей трения приводит к формированию специфического рельефа с высотой микронеровиости 1-3 мкм. Химическое фосфатирование образцов из стали 45 образует мелкозернистую пленку фосфатов марганца и железа с размерами единичных фрагментов до 10 мкм. Обработка поверхности трения разбавленными растворами фторсодержащих олигомеров с формулой Rf-R , где Rf. фторсодержащий радикал, Rj - концевая фуппа( -ОН, -NH2, -СООН) вызывает заполнение микронеровностей рельефа и выглаживания поверхностей. [c.199]

Исследования с помощью атомного силового микроскопа показали, что при травлении исследованных кристаллов форма ямок травления становится ближе к прямоугольной, углы ямок размываются, ямки теряют пирамидальное строение. Для парацетамола определена энергия, необходимая для исчезновения наведенных в магнитном поле изменений, которая составляет порядка 63 кДж/моль, что сопоставимо с энергией водородных связей в кристаллической решетке парацетамола. Измерения, выполненные на SQUID - магнетометре (2 К) и ЭПР спектрометре (4,2 К), подтвердили диамагнитный характер поведения парацетамола в широком диапазоне напряженностей магнитного поля и отсутствие парамагнитных частиц в кристаллах. [c.48]

Задачи, которые встанут перед промышлениостью через несколько лет, а также методы решения этих задач, которые будут доступны в то время, могут радикально отличаться от того, что мы имеем сегодня. Это результат быстрых изменений за последнее десятилетие не только в развитии новейших аналитических методов (таких, как атомно-силовая микроскопия, к примну), но и во всевозрастающей сложности задач, возникающих перед обществом. В течение следующего десятилетия, согласно прогнозам ученых Нгщионального института стандартов и технологий (NIST) в США, технические возможности aHajin-тических измерений совершат такой же скачок, какой имел место за последние [c.34]

Селективное распыление возникает также, если в образце содержатся фазы различного состава (например, сплавы с фазами включения), характеризующиеся различными выходами продуктов распыления. Кроме того, коэффициенты распыления на границах зерен обычно выше, чем в центре фазы. Как следствие, различные компоненты удаляются с различной скоростью и, таким образом, состав выходящего потока частиц уже не соответствует среднему содержанию этих компонентов в образце. В этом случае можно наблюдать изменение поверхности (образование ступеньки или конуса) в распыляемой зоне. При количественном анализе таких гетерогенных образцов возникает ряд проблем. Кроме того, из-за шероховатости поверхности существенно ухудшается разрешение по глубине. На рис. 10.3-7 приведено изображение (полученное с использованием атомно-силового микроскопа, см. разд. 10.5.2) дна кратера поверхности многослойного образца AlGaAs/GaAs, деформированной в результате травления при анализе методом МСВИ (глубина кратера 1,2 мкм). Первоначально поверхность пластины была плоской со средней шероховатостью (разность высот пик-впадина) 14 нм. На изображении просматривается характерная чешуйчатая структура со средней шероховатостью около 105 нм. [c.356]

Рис. 10.3-7. Изображение кратера, полученного при распылении и анализе методом МСВИ многослойного материала АЮаАб/СаАб. Фотография получена с помощью атомно-силового микроскопа. Чешуйчатая структура образовалась при бомбардировке ионами с энергией 12 кэВ [10-3.1]. Размер изображения 5 мкмх5 мкм, шкала глубин 300 нм от черного до белого.

Метод АСМ принадлежит к группе методов сканирующей силовой микроскопии (ССМ), основанных на измерении различных сил (например, притяжения, отталкивания, магнитных, электростатических и вандерваальсовых). Наряду с СТМ атомная силовая микроскопия, предложенная в 1986 году [10.5-11], является важнейшим и наиболее широко используемым методом сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ). [c.374]

Примесь -углерода оказывает существенное влияние на качество алмазных пленок, как электродов. И все же современные физические и оптические методы исследования (Рамановская и Оже-спектроскопия, атомно-силовой микроскоп) не дают исчерпывающей характеристики включений неалмазного углерода в поликристаллические алмазные пленки более тонкие эффекты выявляются с помоиц>ю именно электрохимических измерений [40] (см. ниже, раздел 6.3). [c.18]

С помощью методов электронной микроскопии пропускания и атомной силовой микроскопии было выявлено наличие ламелей и рядных структур в отожженных пленках, полученных в результате объемной кристаллизации различных полиолефинов, включая полиэтилен, изотактический полипропилен и изотактический поли-4-метилпентен-1. Такие структуры наиболее характерны в пленках, закристаллизованных в условиях растяжения (течения) расплава и затем подвергавшихся отжигу. [c.94]

Позднее Кэмел с соавторами [40, 41] исследовали неровности поверхности рукавных пленок с помощью атомного силового микроскопа. Они представили результаты исследования ряда пленок из ЛПЭНП и ПЭНП, полученных при идентичных условиях раздува [40]. Была сделана попытка определить влияние типа сомономера на характеристики поверхности. Поскольку на расположение мономеров влияет также примененная каталитическая система, к результатам этих исследований следует подходить с осторожностью. [c.197]

Компания NT — MDT (НТ — МДТ), разрабатывающая и производящая самые перспективные приборы для наноэлектроники — атомные силовые микроскопы (atomi for e mi ros opes), без которых нельзя исследовать поверхностный рельеф и измерять реальную топологию микрО и наноструктур. [c.187]

Зондовая микроскопия. В последнее десятилетие ддя изучения свойств наноматериапов используют методы сканирующей зондовой микроскопии с помощью сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) и сканирующего атомно-силового микроскопа. [c.303]

Сканирующий атомно-силовой микроскоп позволяет изучать структуру диэлектричесвсих и плохо проводящих материалов. В атомно-силовом микроскопе стабилизируется не ток между зондом и образцом, а деформация чувствительного элемента. Действие микроскопа основано на измерении сил, действующих на микроскопическое алмазное острие, находящееся на расстоянии 0,3 1,0 нм от поверхности образца. При таких малых расстояниях сила взаимодействия между двумя ближайшими атомами, расположенными соответственно на кончике острия и поверхности образца, составляет 10 —10 Н [1]. При жесткости упругого элемента 1 Н/м это приводит к измеримому смещению датчика-пружины от 1 до 100 нм. Синхронная со сканированием запись сигнала деформации упругого элемента (зонда) представляет собой фактическую запись профиля поверхности исследуемого образца. [c.304]

Сканирующая туннельная и атомно-силовая микроскопия. В последнее время в связи с развитием тонкослойных полупроводниковых технологий интенсивно развивается группа методов, основанных на механическом сканировании поверхности образца тонкой иглой (кантелевером) с определением ее взаимодействия с этой поверхностью. К таким методам относят сканирующую туннельную микроскопию (СТМ), при применении которой измеряют (и поддерживают постоянным) туннельный ток между иглой (на которую подают некоторый электрический потенциал) и по- [c.249]

Сканирующая зондовая микроскопия включает в себя туннельную и атомно-силовую микроскопию. Эти методы позволяют проводить исследования поверхности на атомном, молекулярном или нанокластерном уровне. [c.54]

Первый минимум на обеих кривых отвечает дегидратации железа с вьщелением СО и СО2. Таким образом, выще Та 200° С формируется подвижная среда, в которой возможна нуклеация и рост кластеров оксида железа. Второй минимум, по-видимому, связан с дальнейщим удалением СО и СО2 и началом спекания кластеров оксида железа. Размер кластеров оценивается по методу БЭТ, данным рентгеноструктурного анализа, атомно-силовой микроскопии и мессбауэровской спектроскопии. [c.181]

Характер наносистемы при Т > 260° С существенно меняется. Средний размер кластеров, определенный из данных ренггеноструктурного анализа, составляет около 30 нм и происходит образование наноструктуры из спекающихся кластеров таких размеров. На рис. 13.5 а, б приведены изображения наноструктуры, полученной для подобных спекающихся кластеров при Т = 265° С с помощью атомно-силовой микроскопии. [c.401]