ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
16
Зондирование поверхности в атомно-силовом микроскопе
производится с помощью специальных зондовых датчиков,
представляющих собой упругую консоль -кантилевер (cantilever) с острым
зондом на конце (рис. 1.7). 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 DZ ,
где к - жесткость кантилевера; DZ - величина, 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 [3]:
где l - длина консоли; Е - модуль Юнга; J - момент инерции сечения
консоли; r - плотность материала; S - площадь поперечного сечения; l
i
-
численный коэффициент (в диапазоне 1-100), зависящий от моды
изгибных колебаний.
Как видно резонансная частота кантилевера определяется его
геометрическими размерами и свойствами материала. Частоты основных
мод лежат в диапазоне 10-1000 кГц.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- …
- следующая ›
- последняя »
