ВУЗ:
Составители:
5
Принцип работы СЗМ. Физические основы СЗМ заложены в
принцип работы целого семейства сканирующих зондовых
микроскопов: туннельный микроскоп (СТМ, первый СЗМ, 1981 г.),
атомно-силовой микроскоп (АСМ), магнитно-силовой микроскоп
(МСМ), электросиловой микроскоп (ЭСМ), ближнепольный оптический
микроскоп (БОМ) и многие другие приборы, имеющие сходные
принципы работы. Исследование микрорельефа поверхности и ее
локальных свойств проводится с помощью специальным образом
приготовленных зондов в виде игл. Рабочая часть таких зондов (остриё)
имеет радиус скругления около 10 нм. Характерное расстояние между
зондом и поверхностью образцов составляет 0,1 – 10 нм. В основе
работы зондовых микроскопов лежат различные типы неконтактного
взаимодействия зонда с поверхностью. Так, работа туннельного
микроскопа основана на явлении протекания туннельного тока между
остриём металлической иглы и проводящей поверхностью образца;
различные типы силового взаимодействия лежат в основе работы
атомно-силового, магнитно-силового и электросилового микроскопов.
Для контроля расстояния между зондом и образцом в методах
ЗСМ организована система их взаимного перемещения с постоянной
оценкой силы возникающего взаимодействия. Общий принцип
организации отрицательной обратной связи (ООС) сканирующего
зондового микроскопа схематично представлен на рис. 2. Если
существует однозначная зависимость силы взаимодействия от
контролируемого расстояния, то относительная величина этой силы
может быть использована для поддержания постоянного малого
расстояния между зондом и образцом по схеме ООС.
В результате изменения расстояния между поверхностью и зондом
в системе ООС формируется разностный сигнал, пропорциональный
величине изменения действующей между ними силы. Исполнительный
элемент отрабатывает данный разностный сигнал, приближая зонд к
поверхности или отодвигая его до тех пор, пока разностный сигнал не
станет равным нулю. Таким образом, можно поддерживать постоянное
расстояние зонд-образец с высокой точностью. Совокупность данных о
разностном сигнале, полученном на различных участках поверхности
образца при её построчном сканировании зондом, представляет собой
числовую матрицу эквивалентных рельефу поверхности значений высот,
которые могут быть использованы для построения трёхмерного
изображения этого рельефа.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- …
- следующая ›
- последняя »
