Proseminarium Fizyki Ciał a Stałego 1 Atomic Force Microscope Mikroskop Sił Atomowych Kamila Moskalik pod kierunkiem mgr Rafała Bożka
Jan 05, 2016
Proseminarium Fizyki Ciała Stałego 1
Atomic Force Microscope
Mikroskop Sił Atomowych
Kamila Moskalik
pod kierunkiem mgr Rafała Bożka
Proseminarium Fizyki Ciała Stałego 4
Plan seminarium
Budowa Zasada działania AFM Precyzja pomiarów Przykłady Podsumowanie
Proseminarium Fizyki Ciała Stałego 8
Budowa AFM
• Dźwignia pokryta warstwą refleksyjną• Ostrze pomiarowe wykonane z krzemu
Proseminarium Fizyki Ciała Stałego 11
Zasada działania
AFM może pracować w kilku modach pomiarowych:
• kontaktowym
• bezkontaktowym
• „tapping mode”
Proseminarium Fizyki Ciała Stałego 12
Zasada działaniaMOD KONTAKTOWY
• Komputer steruje odległością próbki od ostrza siła nacisku ostrza na próbkę stała
• Nierówność powierzchni analizowana dzięki detektorowi światła
• Ostrze utwardzone SiN
Proseminarium Fizyki Ciała Stałego 14
Zasada działaniaMOD BEZKONTAKTOWY
• Stała odległość ostrza od powierzchni mierzonej „zerowy nacisk”
• Istotna rola sił van der Waalsa
Proseminarium Fizyki Ciała Stałego 16
Zasada działania„TAPPING MODE”
• Dźwignia wprowadzana w drgania o stałej amplitudzie
• Ostrze trafia na nierówność zmiana amplitudy
• Przywrócenie amplitudy zadanej
Proseminarium Fizyki Ciała Stałego 18
Precyzja pomiarów
• Urządzenie bardzo czułe wymagana duża czystość mierzonych przedmiotów
• Kształt ostrza pomiarowego nie zawsze poprawne i rzeczywiste wyniki:
Proseminarium Fizyki Ciała Stałego 19
Precyzja pomiarów
Duże różnice wysokościObiekt, którego kształt nie możebyć dokładnie zmierzony
Obszary zasłaniane przez inne mierzone elementy
Proseminarium Fizyki Ciała Stałego 22
• Ruch skanera oraz nierówności pod próbką powodują zniekształcony obraz topografii
Precyzja pomiarów
Proseminarium Fizyki Ciała Stałego 26
Co jeszcze?
• Własności powierzchni próbek (tarcie, adhezja, rozkład ładunku elektrycznego, struktura domen magnetycznych, itp.)
• Temperaturę
• Przewodnictwo
• …
Proseminarium Fizyki Ciała Stałego 28
Podsumowanie
• Uzyskujemy mapy topograficzne mierzonych obiektów
• Badanie w powietrzu, cieczy, próżni• Zastosowania w kontroli jakości w przemyśle
materiałów optycznych i półprzewodnikowych oraz innych dziedzinach nauki