Vinnureglur og beiting atómkrafts smásjá
Atómaflssmásjá og notkun hennar
Atomic force smásjá er skönnun rannsaka smásjá þróuð út frá grunnreglunni um skönnun göng smásjá. Tilkoma atómaflssmásjáarinnar hefur án efa átt þátt í að stuðla að þróun nanótækni. Skannarannsóknarsmásjáin sem er táknuð með atómkraftssmásjánni er almennt hugtak fyrir röð smásjár sem nota lítinn rannsakanda til að skanna yfirborð sýnisins til að veita athugun með mikilli stækkun. AFM skönnun getur veitt upplýsingar um yfirborðsástand ýmissa tegunda sýna. Í samanburði við hefðbundnar smásjár er kosturinn við atómaflsmásjárgreiningu að hún getur fylgst með yfirborði sýnisins í mikilli stækkun við aðstæður í andrúmslofti og hægt er að nota það fyrir næstum öll sýni (með ákveðnum kröfum um yfirborðsáferð), án annarrar vinnslu sýnis. sýnisyfirborð er hægt að fá 3D mynd af . Það getur einnig framkvæmt grófleikaútreikning, þykkt, skrefbreidd, blokkarmynd eða kornastærðargreiningu á skönnuðu 3D landslagsmyndinni.
AFM getur greint mörg sýni og veitt gögn fyrir yfirborðsrannsóknir og framleiðslustýringu eða vinnsluþróun, sem ekki er hægt að veita með hefðbundnum skanna yfirborðsgrófleikamælum og rafeindasmásjáum.
1. Grunnreglur
Atómkraftssmásjáin notar víxlverkunarkraftinn (atómkraftinn) milli yfirborðs greiningarsýnisins og örsmáa rannsakandaoddsins til að mæla landslag yfirborðsins.
Kannunaroddurinn er á lítilli sveigjanlegri hnakka og þegar nemandinn snertir sýnisyfirborðið greinist víxlverkunin sem myndast í formi beygjubeygju. Fjarlægðin milli sýnisyfirborðs og rannsakanda er minni en 3-4nm og krafturinn sem greinist á milli þeirra er minni en 10-8N. Ljósið frá leysidíóðu er einbeitt á bakhlið burðarbúnaðarins. Þegar cantilever beygir undir krafti, endurkasta ljósið sveigjast með því að nota stöðunæma ljósnema beygjuhorn. Síðan eru söfnuð gögn unnin með tölvu til að fá þrívíddarmynd af yfirborði sýnisins.
Allur cantilever neminn er settur á yfirborð sýnisins sem stjórnað er af rafskanninum og skannaður í þrjár áttir með nákvæmni upp á 0.1nm eða minna. Venjulega helst tilfærslustýrður Z-ás stýrður afturhaldsstýrður Z-ás stöðugur á meðan nákvæm skönnun (XY-ás) er framkvæmd á sýnisyfirborðinu. Z-ás gildið sem er endurgjöf skönnunarsvörunar er sett inn í tölvuna til vinnslu og athugunarmynd (3D mynd) af yfirborði sýnisins er fengin.
Í öðru lagi, eiginleikar atómafl smásjár
1. Háupplausnarmöguleikar eru langt umfram þá sem skanna rafeindasmásjár (SEM) og sjónræna grófleikamæla. Þrívíddargögn sýnisyfirborðsins uppfylla sífellt smásjárlegar kröfur um rannsóknir, framleiðslu og gæðaeftirlit.
2. Ekki eyðileggjandi, víxlverkunarkrafturinn milli rannsakans og sýnisyfirborðsins er minni en 10-8N, sem er mun lægri en þrýstingur fyrri grófleikamælis, þannig að það skemmir ekki sýnið, og þar er ekkert rafeindageislaskemmdarvandamál skanna rafeindasmásjáarinnar. Að auki krefst skönnun rafeindasmásjár húðunar á óleiðandi sýnum, en frumeindakraftsmásjár gerir það ekki.
3. Það er hægt að nota í fjölmörgum forritum, svo sem yfirborðsathugun, stærðarmælingu, yfirborðsgrófmælingu, kornastærðargreiningu, tölfræðilegri vinnslu á útskotum og gryfjum, mat á filmumyndunarskilyrðum, mæling á stærðarþrepum hlífðarlags, mat af flatleika millilaga einangrunarfilma, mat á VCD húðun, mat á núningsmeðferðarferli stilltrar filmu, gallagreining o.fl.
4. Hugbúnaðurinn hefur sterka vinnsluaðgerðir og hægt er að stilla þrívíddarmyndaskjástærð, sjónarhorn, skjálit og gljáa frjálslega. Og getur valið net, útlínulínu, línuskjá. Makróstjórnun myndvinnslu, þversniðs lögun og grófleikagreining, staðfræðigreining og aðrar aðgerðir.
