едентною детальністю, але вже зовсім не обов'язково електропровідні. Новий прилад був названий атомним силовим мікроскопом, і сьогодні саме він представляє найбільший інтерес для дослідників [4]. br/>
.1.2 Принцип дії атомного силового мікроскопа
В основі роботи АСМ лежить силова взаємодія між зондом і поверхнею, для реєстрації якого використовуються спеціальні зондові датчики, що представляють собою пружну консоль з гострим зондом на кінці (рис. 1.1) [5,6]. Сила, що діє на зонд з боку поверхні, призводить до вигину консолі. Реєструючи величину вигину, можна контролювати силу взаємодії зонда з поверхнею. br/>В
Рис.1.1. Схематичне зображення зондового датчика АСМ
Якісно роботу АСМ можна пояснити на прикладі сил Ван-дер-Ваальса. Найбільш часто енергію ван дер Ваальсових взаємодії двох атомів, що знаходяться на відстані r один від одного, апроксимують ступеневою функцією - потенціалом Леннарда-Джонса:
В
Перший доданок в даному виразі описує дальнодействием тяжіння, обумовлене, в основному, диполь - дипольним взаємодією атомів. Другий доданок враховує відштовхування атомів на малих відстанях. Параметр ro - рівноважний відстань між атомами, U0 - значення енергії в мінімумі [7]. br/>В
Рис. 1.2 Якісний вид потенціалу Ленарда - Джонса
Потенціал Леннарда-Джонса дозволяє оцінити силу взаємодії зонда із зразком. Загальну енергію системи можна отримати, підсумовуючи елементарні взаємодії для кожного з атомів зонда і зразка [8]. br/>В
Рис. 1.3. До розрахунку енергії взаємодії зонда і зразка. p align="justify"> Тоді для енергії взаємодії отримуємо
В
де nS (r) і nP (r ') - щільності атомів у матеріалі зразка і зонда. Відповідно сила, що діє на зонд з боку поверхні, може бути обчислена таким чином:
?
FPS = - grad (WPS) (1.3)
У загальному випадку дана сила має як нормальну до поверхні, так і латеральну (що лежить в площині поверхні зразка) складові. Реальна взаємодія зонда із зразком має більш складний характер, проте основні риси даного взаємодії зберігаються - зонд АСМ відчуває тяжіння з боку зразка на великих відстанях і відштовхування на малих. Отримання АСМ зображень рельєфу поверхні пов'язано з реєстрацією малих вигинів пружною консолі зондового датчика. У атомно-силової мікроскопії для цієї мети широко використовуються оптичні методи (рис. 1.4). br/>В
Рис. 1.4 Схема оптичної реєстрації вигину консолі зондового датчика АСМ
Оптична система АСМ юстуються таким чином, щоб випромінювання напівпровідникового лазера фокусувалася на консолі зондового датчика, а відбите пучок потрапляв у центр фоточутливої вЂ‹вЂ‹області фотоприймача. В якості позиційно - чутливи...
