атомно-силовая микроскопия это:

атомно-силовая микроскопия
Термин
атомно-силовая микроскопия
Термин на английском
atomic force microscopy
Синонимы
scanning force microscopy
Аббревиатуры
АСМ, AFM, SFM
Связанные термины
манипуляция атомами, кантилевер, литография, микроскопия, нанотрибология, поверхность, протеомика, сканирующая туннельная микроскопия, зонд, сканирующая зондовая микроскопия, микроскопия зондовая
Определение
Один из методов зондовой микроскопии для исследования локальных свойств поверхности, в котором анализируют силу взаимодействия иглы кантилевера (зонда) с поверхностью исследуемого образца в процессе сканирования, используемый также в нанотехнологии для направленного модифицирования поверхности вещества (материала) на уровне отдельных атомов.
Описание

Атомно-силовой микроскоп был изобретен Биннигом, Квоутом и Гербером (Binnig, Quate, Gerber) в 1986 году [1]. В отличие от сканирующей туннельной микроскопии, АСМ позволяет исследовать как проводящие, так и непроводящие поверхности. Пространственное разрешение атомно-силового микроскопа зависит от размера кантилевера и кривизны его острия. Разрешение достигает атомарного уровня по горизонтали и существенно превышает его по вертикали. Обычно под взаимодействием понимают притяжение или отталкивание зонда и поверхности под действием близкодействующих сил Ван-дер Ваальса, однако существует целый ряд модификаций метода для анализа иных взаимодействий, например, электростатических, магнитных, сил трения. Когда игла находится на достаточно большом расстоянии от образца, зонд слабо притягивается к образцу. С уменьшением расстояния это притяжение усиливается до тех пор, пока электронные облака иглы и атомов поверхности не начнут испытывать электростатическое отталкивание. Суммарная сила обращается в ноль на расстоянии порядка длины химической связи (несколько десятых нм); при меньших расстояниях доминирует отталкивание.

В зависимости от расстояний от иглы до образца, используемых для получения АСМ-изображений, возможны следующие режимы (моды) работы АСМ:

  • контактный режим (контактная мода (contact mode));
  • бесконтактный режим (бесконтактная мода (non-contact mode));
  • полуконтактный режим (полуконтактная мода (tapping mode)).

При контактном режиме расстояние от иглы до образца составляет порядка нескольких десятых нм. Таким образом, игла АСМ находится в мягком физическом контакте с образцом и подвержена действию сил отталкивания. В этом случае взаимодействие между иглой и образцом заставляет кантилевер изгибаться, повторяя топографию поверхности. Топографические изображения в АСМ обычно получают в одном из двух режимов:

  • режим постоянной высоты 
  • режим постоянной силы.

При бесконтактном режиме (режиме притяжения) кантилевер с помощью пьезокристалла колеблется над изучаемой поверхностью с амплитудой ~2 нм, превышающей расстояние между зондом и поверхностью. По изменению амплитуды или сдвигу резонансной частоты колебаний в ходе сканирования поверхности определяется сила притяжения и формируется изображение поверхности.

Полуконтактный режим аналогичен бесконтактному режиму с тем отличием, что игла кантилевера в нижней точке своих колебаний слегка касается поверхности образца.

При использовании АСМ в нанолитографии работа ведется в контактном режиме с контролируемым перемещением острия зонда по заданной схеме.

При использовании специальных кантилеверов можно изучать электрические и магнитные свойства поверхности.

Авторы
  • Гусев Александр Иванович, д.ф.-м.н.
  • Саранин Александр Александрович, д.ф.-м.н.
Ссылки
  1. Binnig G., Quate and Gerber Ch. Atomic Force Microscope // Phys. Rev. Lett. 56, 1986 - pp. 930–933
  2. Введение в физику поверхности: Пер. с англ. / Оура Кендзиро, Лифшиц В.Г., Саранин А.А., Зотов А.В., Катаяма М. - М. Наука, 2006. - 490 с.
  3. Гусев А. И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. Изд. 2-е, исправленное и до-полненное. Москва: Наука-Физматлит, 2007. 416 с.
Иллюстрации
Квантовая гетероструктура GaAlAs: светлые вертикальные поверхности высотой ~15 нм представляют собой

Квантовая гетероструктура GaAlAs: светлые вертикальные поверхности высотой ~15 нм представляют собой оксид, созданный на поверхности GaAlAs анодным окислением с помощью атомно-силового микроскопа и образующий барьер для движения двумерного электронного газа.


Источник: Объект и его изображение получил Dr. Andreas Fuhrer (ETH, Z?rich, Switzerland), предоставлено http://www.icmm.csic.es/spmage/

Теги
Разделы
Зондовые методы микроскопии и спектроскопии: атомно-силовая, сканирующая туннельная, магнитно-силовая и др.
Использование наноманипуляторов и зондов
Методы нанесения элементов наноструктур и наноматериалов

Энциклопедический словарь нанотехнологий. — Роснано. 2010.

Смотреть что такое "атомно-силовая микроскопия" в других словарях:

  • атомно-силовая микроскопия — atominės jėgos mikroskopija statusas T sritis chemija apibrėžtis Mikroskopinės analizės metodas, leidžiantis pamatyti elektrodo paviršiuje adsorbuotus atomus. atitikmenys: angl. atomic force microscopy rus. атомно силовая микроскопия …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • Зондовые методы микроскопии и спектроскопии: атомно-силовая, сканирующая туннельная, магнитно-силовая и др. — Статьи"квантовый загон"атомно силовая микроскопиябиологические моторыбиомиметические наноматериалыбиосовместимые покрытиявекторы на основе наноматериаловгенная инженерияДНКДНК микрочипдоставка геновзондкантилевер …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • микроскопия — и, ж. microscopie f., нем. Mikroskopie <гр. Практическая дисциплина об устройстве и употреблении микроскопа; изучение чего л. с помощью микроскопа. БАС 1. И в эти минуты он не мог не вспомнить доктора Швецова, писавшего ему из Германии, что… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • микроскопия — Термин микроскопия Термин на английском microscopy Синонимы Аббревиатуры Связанные термины атомно силовая микроскопия, полевая ионная микроскопия, клетка, конфокальная микроскопия, микроскоп, оптический пинцет, отражательная электронная… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • микроскопия зондовая — Термин микроскопия зондовая Термин на английском probe microscopy Синонимы Аббревиатуры Связанные термины атомно силовая микроскопия, микроскоп, просвечивающий электронный микроскоп, сканирующая туннельная микроскопия, зонд, сканирующая зондовая… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • Микроскопия — В Википедии …   Википедия

  • сканирующая зондовая микроскопия — Термин сканирующая зондовая микроскопия Термин на английском scanning probe microscopy Синонимы Аббревиатуры СЗМ, SPM Связанные термины "умные" материалы, атомно силовая микроскопия, манипуляция атомами, кантилевер, микроскоп,… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • сканирующая туннельная микроскопия — Термин сканирующая туннельная микроскопия Термин на английском scanning tunneling microscopy Синонимы Аббревиатуры СТМ, STM Связанные термины атомно силовая микроскопия, манипуляция атомами, "квантовый загон", литография, микроскоп,… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • флуоресцентная микроскопия — Термин флуоресцентная микроскопия Термин на английском fluorescence microscopy Синонимы Аббревиатуры Связанные термины биосенсор, клетка, конфокальная микроскопия, флуоресцентная микроскопия полного внутреннего отражения, электронный микроскоп,… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • Сканирующий атомно-силовой микроскоп — Атомно силовой микроскоп Атомно силовой микроскоп (АСМ, англ. AFM atomic force microscope)  сканирующий зондовый микроскоп высокого разрешения. Используется для определения рельефа поверхности с разрешением от дес …   Википедия

Книги

Другие книги по запросу «атомно-силовая микроскопия» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»