Изучение биологических объектов методами атомно-силовой микроскопии. Нагорнов Ю.С. - 18 стр.

UptoLike

Составители:

Рубрика:

где зонд касается образца, в равновесии уравновешиваются силой, действующей на кончик

зонда со стороны изогнутого кантилевера.

При работе в контактном методе изгиб кантилевера отражает отталкивающую силу и

используется непосредственно в системе обратной связи или в их комбинации для

отображения рельефа поверхности.

Наряду с отображением рельефа в процессе сканирования могут отображаться и другие

характеристики исследуемого образца. Если кантилевер с зондом являются проводящими, то

появляется возможность отображения сопротивления растекания образца. Если сканирование

проводится в направлении перпендикулярном продольной оси кантилевера (в латеральном

направлении) силы трения вызывают его скручивание. Измеряя это скручивание с помощью

четырехсекционного фотодетектора, можно одновременно с отображением рельефа

отображать также и распределение сил трения по поверхности образца.

Методы постоянной высоты и постоянной силы

При использовании контактных методов кантилевер изгибается под действием сил

отталкивания, действующих на зонд. Сила отталкивания F действующая на зонд связана с

величиной отклонения кантилевера x законом Гука: F = -kx, где k является жесткостью

кантилевера. Величина жесткости для различных кантилеверов варьируется от 0.01 до

нескольких N/m.

В АСМ величина вертикальных смещений кантилевера измеряется с помощью оптической

системы регистрации и преобразуется в электрический сигнал DFL. В контактных методах

сигнал DFL используется в качестве параметра, характеризующего силу взаимодействия

между зондом и поверхностью образца. Величина DFL прямо пропорциональна силе

взаимодействия. При использовании метода постоянной высоты сканер микроскопа

поддерживает закрепленный конец кантилевера на постоянной высоте. Таким образом,

отклонения кантилевера отражают рельеф поверхности исследуемого образца (рис.12 (А)).

Основным достоинством метода постоянной высоты является высокая скорость

сканирования. Она ограничивается практически только резонансными свойствами

кантилевера. К недостаткам метода постоянной высоты относится требование достаточной

гладкости поверхности образцов. При исследованиях достаточно мягких образов (подобно

полимерам, биологическим объектам и т.д.) они могут разрушаться или процарапываться,

поскольку зонд находиться в непосредственном механическим контакте с поверхностью [2].