101 вопрос о нанотехнологиях. Нагорнов Ю.С. - 53 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

53
Рис. 38. Соответствие между типом изгибных деформаций консоли зондового датчика и
изменением положения пятна засветки на фотодиоде.
Вопрос 50. Что такое зонд в атомно-силовом микроскопе?
Зондирование поверхности в атомно-силовом микроскопе производится с помощью
специальных зондовых датчиков, представляющих собой упругую консоль кантилевер
(cantilever) с острым зондом на конце (рис. 39). Датчики изготавливаются методами
фотолитографии и травления из кремниевых пластин. Упругие консоли формируются из
тонких слоев легированного кремния, SiO
2
или Si
3
N
4
.
Один конец кантилевера жестко закреплен на кремниевом основании-держателе. На
другом конце консоли располагается собственно зонд в виде острой иглы. Радиус
закругления современных АСМ зондов составляет 1-5 нм в зависимости от типа зондов и
технологии их изготовления. Угол при вершине зонда 10-20°. Силу взаимодействия
зонда с поверхностью F можно оценить следующим образом:
F = k Z ,
где к жесткость кантилевера; Zвеличина, характеризующая его изгиб.
Коэффициенты жесткости кантилеверов k варьируются в зависимости от
используемых при их изготовлении материалов и геометрических размеров. При работе
зондовых АСМ датчиков в колебательных режимах важны резонансные свойства
кантилеверов.
Собственные частоты изгибных колебаний консоли прямоугольного сечения
определяются следующей формулой: