Получение и исследования наноструктур. Вальднер В.О - 42 стр.

                              42

во кантилеверов имеет треугольную (V-образную) или прямо-
угольную форму. Обычно, кантилеверы имеют длину 80 –
 350 микрон. Основными материалами, из которых изготовляются
кантилеверы, являются кремний и нитрид кремния. Важными па-
раметрами кантилевера являются коэффициент упругости (жест-
кость) и резонансная частота. Величина коэффициента упругости
определяется геометрическими размерами и материалом кантиле-
вера и для различных кантилеверов лежит в интервале от 0.01 до
100 Н/м.
      При приближении острия кантилевера к поверхности образца
на него начинает действовать сила ван-дер-ваальсового притяже-
ния. Она достаточно дальнодействующая и заметна с расстояния
десятков ангстрем. Затем на расстоянии в несколько ангстрем на-
чинает действовать сила отталкивания. Во влажном воздухе на по-
верхности образца присутствует слой воды. Возникают капилляр-
ные силы, дополнительно прижимающие острие зонда к образцу и
увеличивающие минимально достижимую силу взаимодействия.
Достаточно часто может возникать электростатическое взаимодей-
ствие между зондом и образцом. Это может быть как отталкивание,
так и притяжение. Ван-дер-ваальсовы силы притяжения, капилляр-
ные, электростатические силы, силы отталкивания в области каса-
ния иглы с поверхностью образца и силы, действующие на иглу со
стороны деформированного кантилевера, в равновесии компенси-
руют друг друга.
      Физической основой работы АСМ является силовое взаимо-
действие острия зонда и поверхности. В общем случае данная сила
имеет как нормальную к поверхности, так и латеральную (лежа-
щую в плоскости поверхности образца) составляющие. Реальное
взаимодействие зонда с образцом имеет более сложный характер,
однако основным является то, что зонд АСМ испытывает притяже-
ние со стороны образца на больших расстояниях и отталкивание на
малых. Получение АСМ изображений рельефа поверхности связа-
но с регистрацией малых изгибов упругой консоли (кантилевера)
зондового датчика. В АСМ для этой цели широко используются
оптические методы (рис. 11). Оптическая система АСМ юстируется
таким образом, чтобы излучение полупроводникового лазера фоку-