Реферат Курсовая Конспект
Атомно-силовая микроскопия АСМ - Дипломная Работа, раздел Химия, Композиционные триботехнические материалы на основе олигомеров сшивающихся смол Атомно-Силовая Микроскопия Асм. Метод Асм Применяется Для Измерения Топографи...
|
Атомно-силовая микроскопия АСМ. Метод АСМ применяется для измерения топографии поверхности твердых тел в нанометровом диапазоне и анализа особенностей ее строения.
Изображение поверхности в АСМ получают при помощи сканирования образца в горизонтальной плоскости с использованием иглы с радиусом кривизны острия порядка десятков-сотен нанометров, укрепленной на консоли колеблющейся с известной жесткостью. При сканировании измеряется отклонение сдвиг резонансной частоты колебаний консоли под действием сил между иглой и поверхностью. Таким образом, при регистрации сил взаимодействия градиента сил проводят картографирование поверхности. 15 Аналитический узел сканирования АСМ представляет собой открытую конструкцию для работы на воздухе с хорошим доступом при установке образца и смене сканирующего зонда.
Обзор места подвода острия зонда к исследуемой поверхности может обеспечиваться использованием длиннофокусного оптического микроскопа. Аналитический зонд АСМ представляет собой Г-образную консольно закрепленную балку с острием радиус закругления -0,1мкм на свободном конце, изготовленную из вольфрамовой проволоки методом электро-химического травления и полирования.
Вторым, более длинным концом, бапка связана с биморфным пьезокерамическим элементом БД , который при подаче осциллирующих напряжений от генератора частот ГЧ приводит ее в колебания с собственной частотой 30-100кГц. При приближении зонда к поверхности образца О на расстояние порядка нескольких нанометров, амплитуда колебаний балки изменяется под влиянием молекулярных сил отталкивания возникающих между острием и поверхностью образца.
Рис.2. Принципиальная схема АСМ З- зонд БМ- биморфный элемент ГЧ- генератор частот О- образец ЛИ- люминисцентный источник ОВ- оптическое волокно БЭ- блок электроники ПК- персональный компьютер ПД1,2,3,4- пьезоэлементы двигателя. Изменение амплитуды колебаний зонда детектируется оптической системой, в которой пучок света от ЛИ проходя по ОВ, отражается, во-первых, от его скола на краю волокна подведенном с помощью регулируемого кронштейна на расстояние 10мкм к ґпятке зонда и, во-вторых, от полированного участка на поверхности балки. Разность отраженных оптических сигналов регистрируется и обрабатывается блоком электроники БЭ . По изменениям разницы сигналов судят об изменении амплитуды колебаний зонда и, следовательно, об изменении расстояния между сканирующим острием и исследуемой поверхностью.
С помощью системы обратной связи на базе управляющего компьютера ПК и блока электроники БЭ подаются соответствующие управляющие напряжения на Z-участок, пьезоэлементы двигателя ПД . ПД, удлиняясь или укорачиваясь, совершают перемещение острия или образца вдоль оси Z и тем самым поддерживают постоянным расстояние между острием зонда и поверхностью образца во время сканирования.
Системы детектирования и перемещений обеспечивают чувствительность по оси Z 0,1-0,2 нм, в плоскости ХОУ- разрешение до 5-10 нм. Сканирование острия зонда над измеряемой поверхностью осуществляется пьезодержателем ПД1. Для этого соответствующие квантовые напряжения на ХУ-участки трубчатого элемента подают, что приводит к их изгибу относительно осей ОХ и ОУ и, следовательно, к сканированию в плоскости ХОУ. В зависимости от состояния системы цифровой процессор управляет положением зонда.
Компьютер реализует растровую разветку пьезодвигателя. В заданных узлах растровой сетки производятся измерения положений. Данные накапливаются в ОЗУ компьтера. Сканирование. Подготовленный для исследований на САМ образец закрепляют на платформе держателя в аналитическом узле таким образом, что предполагаемый участок сканирования располагается под острием зонда.
Платформа устанавливается на направляющие. После чего, осуществляется подвод образца, выбор режима и производится сканирование. Обработка данных. В результате экспериментальных исследований были получены САМ-изображения, обработка производится на компьютере с использованием оригинальных программ. Первичная обработка включает вычисление общей плоскости наклона изображения и фильтрацию шумовых компонентов.
Затем методом многократной повторной фильтрации находят длинноволновые составляющие рельефа. Для полученных изображений производится статистический анализ высот топографии, углов наклона рельефа и ориентационных углов. Кроме того, выполняются профильные сочетания изображений, которые затем обрабатываются по специальной программе для определения параметров шероховатости. 2.4.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Существенное снижение материалоемкости производства можно обеспечить за счет массового применения эффективных видов металлопродукции, пластических и… Наиболее широкое применение в машиностроении нашли такие крупнотоннажные… Потенциальные возможности крупнотоннажных полимеров изучены достаточно хорошо, однако реализованы не полностью.
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Атомно-силовая микроскопия АСМ
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов