Сканирующий зондовый микроскоп. Комплексное изучение свойств поверхностей материалов от микронного до атомарного уровня. Способы исследования поверхностей. Силовое взаимодействие между зондом и поверхностью зондовых датчиков. Оптическая система АСМ.
Аннотация к работе
Сканирующая силовая зондовая микроскопияВ основе работы АСМ лежит силовое взаимодействие между зондом и поверхностью, для регистрации которого используются специальные зондовые датчики, представляющие собой упругую консоль с острым зондом на конце (рис. Сила, действующая на зонд со стороны поверхности, приводит к изгибу консоли. Наиболее часто энергию ван-дер-ваальсова взаимодействия двух атомов, находящихсяна расстоянии r друг от друга, аппроксимируют степенной функцией - потенциалом Леннарда-Джонса: Первое слагаемое в данном выражении описывает дальнодействующее притяжение, обусловленное, в основном, диполь - дипольным взаимодействием атомов. Соответственно сила, действующая на зонд со стороны поверхности, может быть вычислена следующим образом: В общем случае данная сила имеет как нормальную к поверхности, так и латеральную (лежащую в плоскости поверхности образца) составляющие. Реальное взаимодействие зонда с образцом имеет более сложный характер, однако основные черты данного взаимодействия сохраняются - зонд АСМ испытывает притяжение со стороны образца на больших расстояниях и отталкивание на малых.Получение АСМ изображений рельефа поверхности связано с регистрацией малых изгибов упругой консоли зондового датчика.