Реферат
на работу группы авторов Щеглов Д.В., Латышев А.В., Попков В.Ю.
«Кинетический фазовый контраст в атомно-силовой микроскопии»
Значительный прогресс в структурной диагностике низкоразмерных систем достигнут благодаря развитию и широкому применению методов сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ): сканирующей туннельной микроскопии (СТМ), атомно-силовой микроскопии (АСМ) и др. Эти методы, основанные на эффектах взаимодействия твердотельной иглы с исследуемой поверхностью, стали основными инструментариями структурных исследований поверхности в физике, геологии, химии, биологии и медицине. Относительная простота интерпретации получаемых изображений при высокой разрешающей способности и прецизионной точности измерений зондовой микроскопии позволяет решать многочисленные задачи, которые невозможно решить другими экспериментальными методами.
Достоинством методов сканирующей зондовой микроскопии является возможность получения трехмерного изображения рельефа поверхности, формирование которого оптической или электронной микроскопией затруднено и сопряжено со значительными математическими расчетами. Преимуществом АСМ диагностики также является способность получения карт распределения по поверхности ряда параметров, таких как потенциал, уровень легирования, кулоновский заряд, электрическая емкость, намагниченность, твердость, оптические характеристики и др.
Способность прецизионного позиционирования острозаточенного зонда относительно исследуемого образца с точностью до единиц нанометров, а в нормальных координатах до долей ангстрема, открывает возможность применения СЗМ не только для диагностики, но и для литографии в нанометровом диапазоне.
Развитие полуконтактных резонансных методик в атомно-силовой микроскопии позволило не только улучшить чувствительность, но и расширить область применения методов СЗМ. В основе полуконтактной методики АСМ лежит регистрация амплитуды и сбоя фазы резонансных колебаний зонда при его взаимодействии с поверхностью [1]. Методика АСМ, регистрирующая сбой фазы колебаний зонда, получила название метода фазового контраста. В работе [2] приведена обобщающая модель взаимодействия зонда с поверхностью, в которой учитывается энергия диссипации колебаний зонда АСМ при соприкосновении с поверхностью.
Целью данного цикла работ являлся детальный анализ механизмов взаимодействия резонансно колеблющегося зонда АСМ с подложкой при латеральном движении вдоль неё.
В результате проведенной работы изучен механизм формирования фазового контраста, инициированного сбоем колебаний осциллирующего зонда атомно-силового микроскопа при различных условиях его взаимодействия с поверхностью. Обоснован кинетический механизм формирования фазового контраста, проявляющийся при увеличении скорости передвижения зонда АСМ по поверхности подложки вследствие увеличения силы трения. Предложена модель движения зонда по поверхности, учитывающая шероховатость иглы и поверхности, силы прижима иглы к поверхности, скорость передвижения иглы по поверхности.
Методом кинетического фазового контраста АСМ получены изображения распределения примесей меди и золота по поверхности кремния в атмосферных условиях. На основании результатов исследования подана заявка на изобретение. Изобретение относится к анализу материалов, а именно к способам анализа трения в наноразмерных масштабах на поверхности твердых тел посредством использования фазового контраста атомно-силовой микроскопии, в частности, к способам измерения трения на поверхности твердых тел.
Список литературы
1. Tamayo J., Garcia R. Effects of elastic and inelastic interactions on phase contrast images in tapping-mode scanning force microscopy // Appl. Phys. Lett. 1997. V. 71. P. 2374.
2. Martinez N. F., Garcia R. Measuring phase shifts and energy dissipation with amplitude modulation atomic force microscopy // Nanotechnology 2006. V.17. P. S167-S172
Другие работы по теме:
Система хищник-жертва: экологические и математические аспекты
ис.1: Фазовый портрет модели Рис.2: Фурье –образ «взаимодействия» между хищником и Вольтерры. (1) жертвой в системе (2). Расстояние между линиями равно элементорной частоте. Симметрия спектра относительно вертикальной оси говорит о вещественности исходной функции.
Закон сохранения массы и энергии
Закон сохранения массы как важнейшее открытие атомно-молекулярной теории. Особенности изменения массы в химических реакциях. Определение молярной массы вещества. Составление уравнения реакции горения фосфора. Решение задач на "избыток" и "недостаток".
Атомно-кристаллическое строение металлов
Строение металлов в твердом состоянии. Энергетические условия взаимодействия атомов в кристаллической решетке вещества. Атомно-кристаллическое строение. Кристаллические решетки металлов и схемы упаковки атомов. Полиморфные (аллотропические) превращения.
Шпоры по химии
(В)=m (В) M Ф.Е. (В)=М(В)/Z(B) Закон Авогадро Закон эквивалентов (А)/М (В)=(М(А)/z )/(M(B)/z Концентрация 1.Массовая доля w=m 2.Молярная концентрация С
Шпоры по химии 2
(В)=m (В) M Ф.Е. (В)=М(В)/Z(B) Закон Авогадро Закон эквивалентов (А)/М (В)=(М(А)/z )/(M(B)/z Концентрация 1.Массовая доля 2.Молярная концентрация С
Закон сохранения массы и энергии
Закон сохранения массы и энергии После доказательства существования атомов и молекул важнейшим открытием атомно-молекулярной теории стал закон сохранения массы, который был сформулирован в виде философской концепции великим русским ученым Михаилом Васильевичем Ломоносовым (1711-1765) в 1748 г. и подтвержден экспериментально им самим в 1756 г. и независимо от него французским химиком А.Л.Лавуазье в 1789 г.
Показатель преломления
Показа́тель преломле́ния вещества — величина, равная отношению фазовых скоростей света (электромагнитных волн) в вакууме и в данной среде
Современное состояние и перспектива развития полупроводниковых приборов для электрооборудования
8. промышленности. Полупроводниковые приборы силовой электроники – важнейшая элементная база энергосберегающего преобразовательного оборудования. Они выполняют функции мощных электронных управляемых ключей для коммутации тока в схемах преобразования электрической энергии (выпрямление, инвертирование, регулирование переменного и постоянного токов, стабилизация питающих сетей, защита от перенапряжений и т.п.).
Основы метрологии
Определение значений измеряемых величин. Выборочные совокупности результатов измерений. Статистические характеристики погрешностей результатов прямых многократных наблюдений. Наличие аномальных значений (выбросов). Среднее квадратичное отклонение.
Атомно-силовая микроскопия
Обзор технологии работы микроскопа, который открыл человеку мир живой клетки. Анализ принципиального устройства микроскопа АСМ. Особенности сканирующей зондовой микроскопии: преимущества и недостатки по отношению к другим методам диагностики поверхности.
Атомно-абсорбционный анализ
Метод атомно-абсорбционного спектрального анализа и его достоинства. Контроль технологических процессов. Термическое испарение сухих остатков растворов. Наложение излучения атомизатора на излучение источника света. Коэффициент диффузии атомов в газах.
Основы метрологии 2
Задача № 1.9 По данным разных выборочных совокупностей результатов измерений оценить статистические характеристики погрешностей результатов прямых многократных наблюдений, предварительно проверив наличие аномальных значений (выбросов). Найти значение измеряемой величины и записать результат по формуле.
Десять в минус девятой
В последнее время в России сложно найти издание, которое не упоминало бы слово "нанотехнологии по поводу и без него. Однако реальный смысл этого термина понятен далеко не всем.
Классический концерт
Классический концерт представляет собой трехчастное произведение для солиста-инструменталиста и оркестра. Контраст звучания - один инструмент и тутти, виртуозность солиста и мощь оркестра.
Контагиозный моллюск
Контагиозный моллюск – это вирусная инфекция кожи. Название заболевания обусловлено внутриклеточными включениями, выявляемыми при микроскопии содержимого узелков контагиозного моллюска. Болеют чаще всего дети, особенно дошкольного возраста.
Дифракционный контраст
Амплитудный контраст. Контраст плотности и толщины. Z-контраст. Фазовый контраст. Контраст кристаллической решетки. Контраст муара. Френелевский контраст. Контраст стенок доменов.
Прием контраста в поэме Блока Двенадцать
Отношение Александра Блока к Октябрьской революции было неоднозначным. Он воспринимал ее скорее не как историческое событие, повлекшее за собой смену общественного уклада, а как событие, наполненное мистикой. Как борьбу нового мира со старым. И в поэме «Двенадцать» революционная борьба показана с помощью контраста Блоком.
Электронная микроскопия
Основные характеристики микроскопов: разрешающая способность, глубина резкости. Принцип действия электронных микроскопов. Растровая электронная микроскопия. Принцип действия ионных микроскопов, полевого ионизационного и растрового туннельного микроскопа.
Микроскопия вчера, сегодня, завтра
Какой будет рентгеновская микроскопия в будущем? Скорее всего, основным направлением в этой области станет повышение разрешающей способности.
Осевое время
(нем. Achsenzeit) — термин, введённый немецким философом Карлом Ясперсом для обозначения периода в истории человечества, во время которого на смену мифологическому мировоззрению пришло рациональное, философское, сформировавшее тот тип человека, который существует поныне. Ясперс датирует осевое время 800—200 годами до нашей эры.
Световая микроскопия
Световая микроскопия обеспечивает увеличение до 2-3 тысяч раз, цветное и подвижное изображение живого объекта, возможность микрокиносъемки и длительного наблюдения одного и того же объекта, оценку его динамики и химизма.