Uploaded by volodyacai

Сканирующий туннельный микроскоп

advertisement
Сканирующий туннельный микроскоп
Герд Бинниг и Генрих Рорер (Швейцария) разработали первый
туннельный микроскоп. Их впечатляющее достижение было
признано Нобелевской премией по физике в 1986 году.
Общая схема устройства сканирующего туннельного микроскопа
Схема протекания туннельного тока между
зондом и объектом
1- зонд;
2 – пучок электронов;
3 – объект (образец);
U
–
разность
потенциалов
между зондом и объектом;
IТ – туннельный ток;
L – расстояние между зондом и
объектом;
F
–
площадь
туннельного
контакта.
Схематическая иллюстрация работы СТМ
а – в режиме постоянного тока;
б – в режиме постоянной высоты.
Схематическое изображение процесса сканирования
Направление
прямого
хода
сканера обозначено стрелками
красного цвета, обратный ход
сканера
обозначен
стрелками
синего
цвета.
Регистрация
информации
производится
в
точках на прямом ходе.
3D визуализация рельефа поверхности с подсветкой по высоте
(слева) с боковой подсветкой (справа).
Яркостное изображение 2D изображение поверхности.
Атомно-силовой микроскоп
Упрощенная схема сканирования рельефа поверхности
Схема современного АСМ
Геометрия стандартного зонда
Геометрические характеристики зонда. Геометрия кантилевера определяется его
формой (прямоугольная, либо V-образная), длиной L, шириной W и толщиной T балки
Специфические зонды:
а – балки без острия; б – алмазное острие на массивном стальном кантилевере;
в – острие выступает за кончик кантилевера; г – кантилевер цельной треугольной
формы; д – коллоидный зонд; е – ультраострые зонды
Режимы работы АСМ
Сканирование в режимах: а –контактном;
б – полуконтактном; в – бесконтактном.
Получение изображения в АСМ
Продольный изгиб кантилевера в результате трения при различном направлении движения
Методы получения аморфных материалов
Компьютерные модели структуры
дальнего (а) и ближнего (б) порядков
Методы получения аморфной ленты закалкой расплава
:а - закалка на внешней поверхности вращающегося диска; б - закалка на внутренней
поверхности вращающегося диска (центробежная закалка); в - закалка в двух валках
(прокатка расплава); г - экстракция расплава из тигля; д - экстракция расплава из падающей
капли (1 - затвердевшая лента; 2 - экстрагирующий диск; 3 - расплавленный металл; 4 расплавляемый стержень; 5 - нагреватель; 6 - очиститель)
Модели расположения атомов в структуре аморфных
металлов
а - полиэдры Бернала (пять возможных типов); б - тригональная призма с атомом
металлоида в центре и пример укладки таких призм; в - положительная и
отрицательная дисклинации
Дефекты в структуре аморфных сплавов
а - оборванная связь; б - неправильная связь; в - квазивакансия; г квазидислокационный диполь (bэфф — эффективный вектор Бюргерса, D —
ширина диполя)
Download