Bài thuyết trình AFM - Atomic Force Microscope

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

60
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

AFM - Atomic Force Microscope là một thiết bị quan sát cấu trúc vi mô bề mặt của vật rắn dựa trên nguyên tắc xác định lực tương tác nguyên tử giữa một đầu mũi dò nhọn với bề mặt của mẫu, có thể quan sát ở độ phân giải nanômet. Bài thuyết trình AFM - Atomic Force Microscope sau đây tập trung làm rõ vấn đề này.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài thuyết trình AFM - Atomic Force Microscope

GV: Le Vu Tuan Hung HV: Huynh Xuan Nguyen VLĐT K20
introduction STM được phát minh năm 1981 bởi Gerd Bingnig và Heinrich Rohrer. AFM được phát minh năm 1986 Gerd Binnig, Calvin Quate và Christoph Gerber. STM (Scanning Tunnelling Microscope) AFM (Atomic Force Microscope)  Đầu dò không chạm vào mẫu  Đầu dò có thể chạm vào mẫu  Duy trì dòng điện tử xuyên hầm không đổi  Duy trì lực không đổi hoặc khoảng cách  Độ phân giải rất cao (x, y: 0.1nm ;z: đầu dò – mẫu không đổi 0.01nm)  Độ phân giải cao (x,y: 1nm; z: 0.1nm)  Hạn chế: vật liệu dẫn điện  Thích hợp cho tất cả các bề mặt
introduction  STM: độ phân giải cao nhưng giới hạn cho vật liệu dẫn điện.  AFM: độ phân giải thấp hơn nhưng dùng cho tất cả các loại bề mặt.  Là một thiết bị quan sát cấu trúc vi mô bề mặt của vật rắn dựa trên nguyên tắc xác định lực tương tác nguyên tử giữa một đầu mũi dò nhọn với bề mặt của mẫu, có thể quan sát ở độ phân giải nanômet.  Hiện nay, AFM vẫn là loại phổ biến nhất của kính hiển vi đầu dò quét.
How AFM WORK
How AFM WORK Đầu dò: là một bộ phận quan trọng ảnh hưởng đến độ phân giải của AFM.
How AFM WORK Cần quét (cantiliver) có độ cứng ~ 0.1 – 1 N/m  lực đàn hồi nhỏ hơn lực trương tác với bề mặt  có thể bị bẻ cong. Photodiode detector  thu nhận tín hiệu tia laser thay đổi  có độ nhạy ~ 10 A0
How AFM WORK Có ba chế độ hoạt động cơ bản: Chế độ tiếp xúc (Contact Mode):  Chế độ không tiếp xúc (Non- Contact Mode) Chế dộ tapping.
How AFM WORK
How AFM WORK Có ba chế độ hoạt động cơ bản: Chế độ tiếp xúc (Contact Mode):  Chế độ không tiếp xúc (Non- Contact Mode): Chế dộ tapping:
How AFM WORK – contact mode • Khoảng cách giữa mũi dò – bề mặt mẫu thay đổi  lực thay đổi  độ nghiêng của cần quét thay đổi  hình ảnh bề mặt mẫu. • Ưu điểm: quét nhanh, phù hợp đối với bề mặt nhẵn, thích hợp phân tích độ ma sát. • Nhược điểm: dễ phá hỏng mẫu vật mềm
How AFM WORK - tapping Tương tự chế độ contact và non – contact. Ưu điểm: không tiếp xúc  thích hợp cho bề mặt mẫu mềm, độ phân giải cao. Nhược điểm: tốc độ quét thấp, chế độ “tap”  đe dọa mẫu.
How AFM WORK – Non contact mode Ưu điểm: không phá hủy mẫu, sử dụng lực nhỏ  lâu hư mũi dò. Nhược điểm: độ phân giải thấp, lớp nhiễm tạp bề mặt ảnh hưởng đến đo đạc.
How AFM WORK
How AFM WORK
Advantages • Đo được cả vật dẫn điện và vật không dẫn điện. • AFM không đòi hỏi môi trường chân không cao, có thể hoạt động ngay trong môi trường bình thường. • AFM cũng có thể tiến hành các thao tác di chuyển và xây dựng ở cấp độ từng nguyên tử, một tính năng mạnh cho công nghệ nano. • Mẫu chuẩn bị đơn giản, cho thông tin đầy đủ hơn so với hình ảnh của hiển vi điện tử truyền qua. • AFM cung cấp những phép đo độ cao trực tiếp về địa hình của mẫu và những hình ảnh khá rõ ràng về những đặc trưng bề mặt mẫu (không cần lớp bao phủ mẫu)
disAdvantages • AFM quét ảnh trên một diện tích hẹp (tối đa đến 150 micromet). • Tốc độ ghi ảnh chậm do hoạt động ở chế độ quét. • Chất lượng ảnh bị ảnh hưởng bởi quá trình trễ của bộ quét áp điện. • Đầu dò rung trên bề mặt nên kém an toàn, đồng thời đòi hỏi mẫu có bề mặt sạch và sự chống rung.
applications  AFM có các ứng dụng như: • Chụp ảnh cắt lớp nhanh. • Mô tả, phân tích, xác định đặc điểm bề mặt. • Kiểm soát chất lượng, kiểm tra khuyết tật vật liệu,. • Đo cơ học đơn phân tử.  AFM có ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: công nghệ nano(nanotechnology), công nghệ bán dẫn, dược phẩm, sinh học,công nghệ vật liệu.v.v.