Kompletny zestaw eksperymentalny: Podstawy obrazowania mikro- i nanostruktur mikroskopem sił atomowych (AFM)

Podstawy

Zbliżając do powierzchni próbki ostrą końcówkę krzemową, zamontowaną na wsporniku, doprowadzamy do wzajemnego oddziaływania w skali atomowej. Wynikiem jest wygięcie wspornika, wykrywane za pomocą lasera. Odchylenie, w trybie statycznym, stosujemy do badania topografii badanej powierzchni linia po linii, przy wykorzystaniu pętli sprzężenia zwrotnego. W trybie dynamicznym wspornik oscyluje ze stałą częstotliwością, amplituda drgań ulega tłumieniu w pobliżu powierzchni. Na jakość obrazu, kluczowy wpływ mają parametry pomiaru (wartość zadana, wzmocnienie sprzężenia zwrotnego, …). W tym doświadczeniu zbadamy tę zależność dla różnych próbek nanostruktur.

Zadania

• Przygotuj mikroskopu i uruchom oprogramowania. Zamontuj wspornik (z końcówką) i zbliż ją do próbki.
• Zbadaj wpływu różnych parametrów skanowania na jakość obrazu i wydajność, np. regulacja PID, wartość zadana (siła), amplituda drgań i prędkość skanowania. Używać ich zarówno w trybie statycznym, jak i dynamicznym.
• Przygotuj, poprzez optymalizację odpowiednich parametrów, obrazy 7 różnych próbek (np. mikrostruktury, węglowych nanorurek, przekroju skóry, bakterii, matrycy CD, struktury układu scalonego, szklanych paciorków).

Tematy powiązane

Mikroskopii sił atomowych (AFM), potencjał Lennarda – Jonesa, obrazowanie nanostruktur, statyczny tryb siły, dynamiczny tryb siły, sprzężenie zwrotne, siła, amplituda drgań

Skład zestawu