высоким разрешением. Так как дальнодействующие силы притяжения притягивают острие к поверхности образца, они приводят к увеличению локальной силы отталкивания, которая может ухудшить экспериментальные условия. Таким образом, важно минимизировать такие дальнодействующие силы (например, получая изображение в жидкости) для того, чтобы получить чрезвычайно малые силы отталкивания (наноньютоны и менее) в зоне контакта острия с поверхностью. Это особенно важно в случае, когда исследуют мягкие материалы, которые легко деформируются или разрушаются при нагрузке иглы на образец.

Так же как и в СТМ, в методе АСМ можно работать в двух различных режимах: режиме постоянной силы или режиме постоянной высоты. В режиме постоянной силы отклонение кантилевера (и, следовательно, величина силы) поддерживается постоянной при помощи перемещения образца в вертикальном направлении в соответствии с топографией поверхности. В этом режиме можно получить изображения больших и достаточно грубых участков образца без разрушения иглы и/или поверхности образца. В режиме постоянной высоты вертикальная позиция образца постоянна и регистрируется меняющееся отклонение кантилевера. В этом режиме можно достичь более высоких скоростей сканирования, что выгодно для устранения термических сдвигов при получении изображения с высоким разрешением. Однако следует избегать больших областей сканирования, поскольку становятся возможными эффекты разрушения иглы и/или поверхности.

□ Взаимодействие между поверхностью образца и острием можно описать при

Взаимодействие между острием и образцом можно описать кривыми «сила-расстояние». Эта зависимость представлена на рис. 10.5-9. Она показывает, как меняется сила, когда поверхность образца приближается к острию. При больших промежутках взаимодействие отсутствует и наблюдаемая сила равна нулю (прямая линия между 1 и 2, если мы полагаем, что отсутствуют электростатические зарядовые силы). В положении 2 острие резко приходит в контакт вследствие вандерваальсова притяжения. Поскольку образец далее двигается по направлению к острию, общая сила, действующая на кантилевер, становится силой отталкивания. Когда образец вновь отводят от острия, сила уменьшается вдоль линии от позиции 3 до 4. Ниже линии нулевой силы на диаграмме чистая сила, действующая на кантилевер, становится силой притяжения, потому что острие удерживается на поверхности благодаря адгезии. В положении 4 силы адгезии и нагрузка кантилевера уравновешены, и острие отходит от поверхности при обратном движении образца. Для АСМ-экспериментов силу можно устанавливать между позициями 3 и 4, предпочтительно ближе к

д Контакт Нет контакта

помощи кривых «сила-расстояние».

Рис. 10.5-9. Кривая «сила-расстояние», изображающая взаимодействие АСМ острия с поверхностью образца. Рабочий диапазон АСМ находится в интервале между 3 и 4. Объяснения приведены в тексте.

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию