Более того, используя в качестве зонда специально изготовленный гибкий элемент, можно даже определить строение топографических структур на поверхности образца, замеряя локальные отклонения такого элемента. Поведение такого гибкого элемента при построчном «ощупывании» поверхности образца можно сравнить с колебаниями иглы проигрывателя или даже еще первого, классического граммофона, изобретенного Эдисоном.

Регистрация отклонений с использованием оптических датчиков дает исследователям информацию об атомном строении поверхности изучаемого объекта, что в некоторых системах позволяет добиться атомного разрешения даже в случаях, когда сама поверхность не является проводящей. Это поразительное достижение объясняется тем, что гибкий зонд (в определенных условиях) может испытывать локальные колебания над поверхностью образца почти любой природы и строения, что позволяет описывать атомы поверхностности не только за счет их электрических взаимодействий (EFM — электро-силовой микроскоп), но и магнитных свойств (MFM — магнитно-силовой микроскоп), а также комбинацией этих характеристик.

Представлена общая схема такого сложного сканирующего микроскопа, основанного на регистрации физических сил различного типа. Использование MFM (магнитно-силового микроскопа) в этом случае позволяет получить изображение структур, соответствующих записи магнитных информационных единиц (битов). Взаимодействие между магнитным зондом и жестким диском при измерениях было достаточно сильным, так что магнитный зонд силового микроскопа в экспериментах сканировал поверхность образца на высоте нескольких нанометров. В настоящее время сканирующая силовая микроскопия (уже имеющая много вариантов эксплуатации), по-видимому, является самым универсальным и важным аналитическим методом в исследовании наноструктур вообще.

Используя в качестве локального зонда остро отточенное стекловолокно, в котором лазерное излучение может выходить лишь сквозь небольшое отверстие на кончике зонда, можно создать устройство более сложного типа, называемое сканирующим микроскопом ближнего поля (СМБП). Благодаря тому, что свет испускается из отверстия, размеры которого меньше длины волны исходного излучения, а сам нанометровый источник находится очень близко к поверхности исследуемого образца (от нескольких нм до нескольких десятков нм), возникающее оптическое изображение не имеет ограничений при отражении. Иными словами, прибор позволяет получать оптические изображения структур, параметры  которых  значительно  меньше,  чем  длина  волны используемого света! Не стоит даже говорить об огромных возможностях такой методики в самых разных областях.
Разнообразные методические разработки в области сканирующих зондовых методов уже позволили получить множество важных и интересных результатов.

Выводы: Информацию о структуре вещества в нанометро-вом масштабе, в принципе, можно получить, используя рентгеновские и микроскопические методы. Индивидуальное строение наноструктур можно исследовать только с помощью сканирующих методов (STM, SFM, MFM, SNOM, SEM и т. д.). Микроскопический анализ можно проводить на различных пространственно-временных уровнях свойств, причем стоит отметить, что практически не существуют методы, обладающие одновременно очень высоким и пространственным, и временным разрешением. Сканирующие методы базируются на единой аппаратной концепции, в которой центральную роль играет использование пьезоэлектрического элемента для определения положения зонда относительно поверхности образца, что, вследствие очень небольших расстояний, требует использования сложных, замкнутых контуров управления. Методы сканирующей микроскопии обладают огромными перспективами как для исследования наноструктур, так и для контроля промышленного производства.

Опрос


Нужен ли на сайте раздел с видеозаписями конференций?
 

Реклама на сайте

Rabiu Ibrahim . modernconsct.ru