Дәрістер тезистері
Атомдық күштік микроскоптар (АКМ)
жүктеу/скачать 3,65 Mb.
|
Дәрістер тезистері
- Бұл бет үшін навигация:
- Нанобасқарушы
| Атомдық күштік микроскоптар (АКМ). Үлгі атомы мен өткір ұштың атомдары өте аз қашықтықтарда (бір ангстрем шамасында) тебу күші туындайды, ал алыс қашықтықтарда тартылыс күші пайда болады. Күш шамасы ине мен үлгі арасындағы арақашықтығына экспоненциалды түрде тәуелді. Атомдық күштік микроскоп (atomic force microscope) немесе АКМ жақын орналасқан атомдардың осындай күштік әсерлесулерден туындайтын зондтың ауытқуын бекітеді. АКМ бірнеше режимдерде, мысалы, салыстырмалы жақыннан әрекет етуде (тебіліс күші өлшенеді) немесе алыстан әрекет етуде (тартылыс күші өлшенеді) жұмыс жасай алады.
АКМ вертикаль бағыттағы және оның жазықтығына перпендикуляр сканирлеу жазықтығының бөлу қабілетімен сипатталады. Ине зонд өткір болған сайын (оны әдетте, кремний мен оның нитридінен жасайды), соғұрлым оның бөлу қабілеті арта түседі. Идеал ине-зонд, өте дәл өлшем жүргізуге мүмкіндік беретін, реттелген құрылымы бар бірқабатты көміртекті нанотүтікше бола алады. 3-суретте осындай ине-зондтың сызбанұсқасы, ал 4-суретте нысанның өте кішкентай тетіктерін аса дәлдікпен өлшеу мысалы көрсетілген. 3-сурет. Бірқабатты көміртекті нанотүтікше АКМ дәлдігін үлкейте алады. 4-сурет. Атомдық күштік микроскопияда өте үшкір зонд инесі өлшеулердің дәлдігін арттыруға көмектеседі. АКМ вертикаль бөлінуі беттік қабат үстіндегі ине-зондтың салыстырмалы тербелістерін салыстыру арқылы жүзеге асырылады. Бұл өлшеулердің дәлдігіне дыбыс, ғимарат дірілі және жылулық тербелістер түріндегі сыртқы кедергілер әсер етеді. Кедергілерді жою үшін АКМ-ді сыртқы дірілдерді сөндіруге қабілетті арнайы платформаларға орналастырады. Нанобасқарушы. Жеке атомдар мен молекулалар сияқты өте кішкене нысандарды атомдық деңгейде ауыстырып-қосқыш есебінде наноөлшемді электрлік сызбанұсқаларда қолдануға және орнын ауыстыруға болады. Нанонысандардың құрамы мен құрылысын бақылау мүмкіндігі жаңа материалдарды жасауда үлкен жетістік болып табылады. Нанонысандарды түрлендірудегі жетістіктердің ішінде әртүрлі операцияларды орындау үшін әртүрлі типтегі электрондық микроскоптарды: компьютерлік басқаруы бар СЗМ (сканирлеуші зондтық микроскоп), оптикалық пинцеттер және нанобасқарушыларды пайдалану мүмкіндігін атап өткен жөн. Компьютерлік басқаруы бар СЗМ нанобөлшектерді оперативті режимде түрлендіруге мүмкіндік береді. Нанобасқару үшін кейбір жүйелер виртуалды шындықтың элементтерімен ойынды еске түсіретін, тұтынушының виртуалды байланысын көрсетеді. Бұл зерттеушіге, қолмен түрлендіруге қарағанда миллион есе көп дәлдікпен түрлендіруді орындауға мүмкіндік береді. Тікелей интерфейс адам – СЗМ өлшеудің мүмкіндіктерін жақсартып қана қоймайды, сонымен қатар, оператор үшін тактильді (жанасу) интерфейс деп аталатын кері байланысты қамтамасыз етеді. Қазіргі кезде ол әлі де қарабайыр, бірақ жуырда бұл технология наноаспаптар мен наноқұрылымдарды өндіруге және (немесе) жөндеуге болатындай етіп жақсартылатын болады. Оптикалық пинцеттер үшөлшемді кеңістікте нанометрлік құрылымдарды ұстау және орындарын ауыстыру тәсілдерінің бірі болып табылады. Жеке молекулалардың орналасуын түсіну молекулалық биофизика мамандары үшін маңызды болғандықтан, бұл мүмкіндік, әсіресе, атомдар мен молекулалар динамикасын зерттеуде маңызды. Оптикалық пинцеттер құрылымдық параметрлерді бақылауға мүмкіндік береді. Олардың жұмыс істеу принциптері сұйықтық бөлшегіне жарық шоғын фокустауға негізделген. Жарықтың әсері молекуланы бір орында ұстап тұруы үшін жеткілікті дәрежеде жоғары: егер молекула фокусталған шоқтың шет жағына ақырын ығысатын болса, онда жарық оған молекула шоқ центріне қайтып оралатындай әсер береді. Оптикалық пинцеттердің көмегімен ғалымдар ақуыздың және өзге де күрделі молекулалардың реакцияларын, мысалы, полимерлерге сыртқы әсердің нәтижесін зерттей алады. Нанобасқарушылар үлгінің бірнеше бағытта орнын ауыстыруды басқаратын бір немесе бірнеше пьезоэлектрлік моторлармен бірге СЭМ (сканирлеуші электронды микроскоп) және СЗМ құрамдарын қолдануға арналған. жүктеу/скачать 3,65 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|