позиции 4 для минимизации силы контакта. Значения силы, притягивающей острие к поверхности образца, можно существенно уменьшить, помещая контакт в слой жидкости, при этом устраняются капиллярные силы, которые тянут острие по направлению к образцу. Для общего обзора силовых взаимодействий мы рекомендуем статью [10.5-13].

Аналитический потенциал АСМ основан на следующих особенностях метода:

□ Метод АСМ можно использовать для изображения неоднородностей поверхности размером от атомных вплоть до 100 мкм.

1. Можно достичь разрешения на уровне отдельных атомов, но можно также исследовать области размером более 100 мкм. Так, можно получать обзорные изображения и увеличивать детали с высоким разрешением, не изменяя положения образца или настроек прибора, после которых было бы невозможно вернуться еще раз в ту же исходную позицию на образце. На рис. 10.5-10 приведено изображение пленки золота на кремнии, полученной конденсацией из газовой фазы. На фотографии четко видны размеры и распределение отдельных кристаллитов диаметром около 100 нм. Среднеквадратичная шероховатость (понятие среднеквадратичный отражает стандартное отклонение всех значений высот внутри исследуемого участка), определенная с помощью этого изображения, составила Знм. Из результатов рентгеноструктурного анализа известно, что пленка золота, как правило, характеризуется (Ш)-поверхностью. На изображении с атомным разрешением в области, отмеченной стрелкой на рис. 10.5-10, а, видна поверхность (111) золота для отдельного кристаллита (рис. 10.5-10,6). Хотя в одном направлении более отчетливо прослеживается волнистость, вызванная действием асимметричного острия, наблюдается гексагональная симметрия, и расстояния находятся в хорошем соответствии с ожидаемыми величинами (0,29 нм).

□ С помощью АСМ можно получить информацию о топографии поверхности с непосредственной информацией о глубинах.

2. Следующая особенность АСМ заключается в том, что изображения содержат прямую информацию о глубинах рельефа, важную для исследования шероховатости. На рис. 10.5-11 изображена топография пленок SrS на стекле, полученных в процессе молекулярно-лучевой эпитаксии при различных температурах. Подобные пленки используют для производства электролюминесцентных дисплеев (ЭЛД). Поскольку эмиссия света сильно зависит от топографии поверхности, важно знать шероховатость и размер зерна тонких пленок, выращенных в газовой фазе. Рис. 10.5-11,а свидетельствует о том, что нанесение при 300°С приводит к среднеквадратичной шероховатости слоя около 15 нм и размеру зерна от 50 до 100 нм. При температуре 400°С (рис. 10.5-11,б) получаются более грубые структуры со средней шероховатостью 33 нм и размером зерна от 150 до 200 нм. Этот тип информации, который нельзя непосредственно получить другими методами, очень полезен для оптимизации процессов нанесения.

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию