Diese Präsentation wurde erfolgreich gemeldet.
Wir verwenden Ihre LinkedIn Profilangaben und Informationen zu Ihren Aktivitäten, um Anzeigen zu personalisieren und Ihnen relevantere Inhalte anzuzeigen. Sie können Ihre Anzeigeneinstellungen jederzeit ändern.
Резонансные методысканирующей зондовоймикроскопии
Основные режимы работы СЗМ2Рисунок изWikipedia
Сравнение режимов сканирования3Достоинства НедостаткиКонтактный  Большая скорость сканирования Возможность изученияобраз...
4КонтактныйрежимБесконтактныйрежимРежим «обстукивания»притяжениеотталкивание
Основные режимы работы СЗМ5контактДинамическийрежимСтатическийрежимнетконтактаКонтактныйрежимБесконтактныйрежимПолуконтакт...
Простейшая теоретическая модель колебанийкантилевера – модель сосредоточенной массы (thepoint mass model)6u=u(t)mz(t)u=u0c...
Модель сосредоточенной массы7)(,)()()()()(Re)cos()cos(22002202222002022022220022002002200200200200202000QarctgQuAeAQQiuQiu...
8200220222202002202222002200202202222002200212111)cos(4)()(sincos)()(21,1)()(Re))sin()cos(()( 0QtuQtQtutzQeQQiutctcetzddti...
Сдвиг амплитудно-частотныххарактеристик9d 0A
Сдвиг амплитудно-частотных ифазово-частотных характеристик100
Бесконтактный режим сканированияСЗМ11)cos()cos()(/)()()()(020200000000tuzmFzQzFkktkuzFkzzmkFFzzzFFFzuzkzmtzzzFFFzzeffzatza...
Бесконтактный режим12dzdrdzrzzmFkFQmFQarctgQmFuA11211)(,)()(20220022022220020(16)(17)(18)(19)
Бесконтактный режим. ИзменениеАЧХ под действием градиента силы13r d 0A
Бесконтактный режим. ИзменениеФЧХ под действием градиента силы14*0kFQFQkarctgkFkFzzzz2)(11100*00* (20)(21)(22)
Прерывисто-контактный режим15Рисунок из книгиМиронова
Фазовый сдвиг в полуконтактномрежиме сканирования16AkuQEuA PS000sin (20)Где EPS – энергия, идущая на восполнениепотерь, св...
Вынужденные колебаниямогут быть…17• Механическими (акустическимиили пьезоэлектрическими )колебаниями• Магнитными колебания...
Выбор амплитуды колебаний кантилеверадля полуконтактного режима18A0 A
19Выбор амплитуды колебаний кантилеверадля полуконтактного режимаA0А0А
Поиск резонанса20
210,850,650,750,60,70,55
221,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,50,00,51,01,52,02,53,03,5[ПС]:[ПМА]=1:2[ПС]:[ПМА]=1:1setpoint A/A0nmсиловое воздействиеконтрастПМА...
23
Выбор кантилевера для резонансных режимов24
Выбор кантилевера длябесконтактного режима25
Выбор кантилевера для полуконтактного режима26
Выбор кантилевера для режима модуляции силы27
Выбор кантилевера All-in-One28
29Контактный режим сканирования СМАСИзменение морфологии тонких пленокСМАС при контактном режиме сканирования[ПС]:[ПМА]=1:...
30[ПС]:[ПМА]=1:2 [ПС]:[ПМА]=1:1Полуконтактный режим сканированияВидно микрофазовое разделениеблок-сополимеров
Фазовый контраст31
Одно проходные и двупроходныеметодики32Изображение изкниги P. Eaton, P. West
Трудности перевода33Dynamic modeIntermittent contact modeTapping modeAcoustic modeРезонансный режимПолуконтактный режимДин...
Трудности перевода34Intermittent contact modeTapping modeAcoustic modeРезонансные режимы:Полуконтактный режимРежим обстуки...
Литература351. P. Eaton, P. West Atomic force microscopy 20102. Миронов В.Л основы сканирующей зондовой микроскопии 20043....
Nächste SlideShare
Wird geladen in …5
×

резонансные методы сканирующей зондовой микроскопии (1)

289 Aufrufe

Veröffentlicht am

  • Als Erste(r) kommentieren

  • Gehören Sie zu den Ersten, denen das gefällt!

резонансные методы сканирующей зондовой микроскопии (1)

  1. 1. Резонансные методысканирующей зондовоймикроскопии
  2. 2. Основные режимы работы СЗМ2Рисунок изWikipedia
  3. 3. Сравнение режимов сканирования3Достоинства НедостаткиКонтактный  Большая скорость сканирования Возможность изученияобразцов с большимдиапазоном по Z (с большейшероховатостью) Латеральные силы могут искажатьизображение На воздухе возможен сильныйэффект, обусловленныйкапиллярными силами от водянойпленки-адсорбата на подложке Латеральные силы в комбинации ссильной прижимной силойуменьшают разрешение и могутпривести к поломке зонда илиразрушению поверхности образцаПолуконтактный  Латеральные силыминимизированы. Такимобразом можно достигнутьлучшего латеральногоразрешения на большинствеобразцов Риск разрушения образца ипорчи зонда минимален Меньшая скорость сканирования,по сравнению с контактнымрежимомБесконтактный  И прижимная, и латеральнаясилы минимальны, что оченьхорошо для изучения оченьмягких образцов Можно получить истинноеатомное разрешение дляэкспериментов в высокомвакууме На воздухе слой водяной пленки-адсорбата может быть слишкомтолстым, и мешать эффективнымизмерениям Меньшая скорость сканированияпо сравнению с другими режимами
  4. 4. 4КонтактныйрежимБесконтактныйрежимРежим «обстукивания»притяжениеотталкивание
  5. 5. Основные режимы работы СЗМ5контактДинамическийрежимСтатическийрежимнетконтактаКонтактныйрежимБесконтактныйрежимПолуконтактныйрежимForce modulation(модуляция силы)Pulsed forcemodeUltrasonic mode(ультразвуковой режим)Staticdeflection
  6. 6. Простейшая теоретическая модель колебанийкантилевера – модель сосредоточенной массы (thepoint mass model)6u=u(t)mz(t)u=u0cos( t)0)( Fzuzkzm z=z+F0/k)cos(0 tkukzzzm 
  7. 7. Модель сосредоточенной массы7)(,)()()()()(Re)cos()cos(22002202222002022022220022002002200200200200202000QarctgQuAeAQQiuQiuaeazeututuzzQzьдобротностmQititi (1)(2)(3)(4)(5)Рисунок взят ссайта wikipedia
  8. 8. 8200220222202002202222002200202202222002200212111)cos(4)()(sincos)()(21,1)()(Re))sin()cos(()( 0QtuQtQtutzQeQQiutctcetzddtiddt(6)(7)(8)(9)
  9. 9. Сдвиг амплитудно-частотныххарактеристик9d 0A
  10. 10. Сдвиг амплитудно-частотных ифазово-частотных характеристик100
  11. 11. Бесконтактный режим сканированияСЗМ11)cos()cos()(/)()()()(020200000000tuzmFzQzFkktkuzFkzzmkFFzzzFFFzuzkzmtzzzFFFzzeffzatzatatat(10)(11)(12)(13)(14)(15)
  12. 12. Бесконтактный режим12dzdrdzrzzmFkFQmFQarctgQmFuA11211)(,)()(20220022022220020(16)(17)(18)(19)
  13. 13. Бесконтактный режим. ИзменениеАЧХ под действием градиента силы13r d 0A
  14. 14. Бесконтактный режим. ИзменениеФЧХ под действием градиента силы14*0kFQFQkarctgkFkFzzzz2)(11100*00* (20)(21)(22)
  15. 15. Прерывисто-контактный режим15Рисунок из книгиМиронова
  16. 16. Фазовый сдвиг в полуконтактномрежиме сканирования16AkuQEuA PS000sin (20)Где EPS – энергия, идущая на восполнениепотерь, связанных с диссипативнымвоздействием зонда и образца, А – амплитудаустановившихся колебаний кантилевера, -частота колебаний кантилевера, 0 –резонансная частота колебаний кантилевера.
  17. 17. Вынужденные колебаниямогут быть…17• Механическими (акустическимиили пьезоэлектрическими )колебаниями• Магнитными колебаниями• Фототермическими колебаниями• Вызваны Лоренцевой силой• Ультразвуковыми колебаниями• пьезоэлектрическимиколебаниямиРисунок с nanoHUB
  18. 18. Выбор амплитуды колебаний кантилеверадля полуконтактного режима18A0 A
  19. 19. 19Выбор амплитуды колебаний кантилеверадля полуконтактного режимаA0А0А
  20. 20. Поиск резонанса20
  21. 21. 210,850,650,750,60,70,55
  22. 22. 221,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,50,00,51,01,52,02,53,03,5[ПС]:[ПМА]=1:2[ПС]:[ПМА]=1:1setpoint A/A0nmсиловое воздействиеконтрастПМАПC ПCΔH
  23. 23. 23
  24. 24. Выбор кантилевера для резонансных режимов24
  25. 25. Выбор кантилевера длябесконтактного режима25
  26. 26. Выбор кантилевера для полуконтактного режима26
  27. 27. Выбор кантилевера для режима модуляции силы27
  28. 28. Выбор кантилевера All-in-One28
  29. 29. 29Контактный режим сканирования СМАСИзменение морфологии тонких пленокСМАС при контактном режиме сканирования[ПС]:[ПМА]=1:2 [ПС]:[ПМА]=1:1
  30. 30. 30[ПС]:[ПМА]=1:2 [ПС]:[ПМА]=1:1Полуконтактный режим сканированияВидно микрофазовое разделениеблок-сополимеров
  31. 31. Фазовый контраст31
  32. 32. Одно проходные и двупроходныеметодики32Изображение изкниги P. Eaton, P. West
  33. 33. Трудности перевода33Dynamic modeIntermittent contact modeTapping modeAcoustic modeРезонансный режимПолуконтактный режимДинамический режимРежим обстукиванияПрерывисто-контактный режимOscillating modeNoncontact modeClose contact mode
  34. 34. Трудности перевода34Intermittent contact modeTapping modeAcoustic modeРезонансные режимы:Полуконтактный режимРежим обстукиванияПрерывисто-контактный режимNoncontact modeБесконтактный режимNoncontact mode – некоторые производителиПолуконтактный режимБесконтактный режимReal noncontact modeClose contact mode
  35. 35. Литература351. P. Eaton, P. West Atomic force microscopy 20102. Миронов В.Л основы сканирующей зондовой микроскопии 20043. Dror Sarid Exploring Scanning Probe Microscopy with MATHEMATICA20074. Sergei N. Magonov, Myung-Hwan Whangbo Surface Analysis with STMand AFM 19965. A. Ikai The world of nano-bio mechanics 20076. http://nanoandmore.com7. http://femtoscanonline.com8. http://www.nanoscopy.ru9. http://www.bruker.com10. http://www.agilent.com11. http://www.ntmdt.com

×