опі такими тілами служать досліджувана поверхню і ковзне над нею вістря. Зазвичай в приладі використовується алмазна голка, яка плавно ковзає над поверхнею зразка (як кажуть, сканує цю поверхню). При зміні сили F, що діє між поверхнею і вістрям, пружинка П, на якій воно закріплене, відхиляється, і таке відхилення реєструється датчиком D. В якості датчика в АСМ можуть використовуватися будь особливо точні і чутливі - прецизійні - вимірювачі переміщень, наприклад оптичні, ємнісні або тунельні датчики. На малюнку 1.8 показаний саме останній тип датчика, - фактично це така ж голка, яка застосовується в скануючому тунельному мікроскопі. p> Величина відхилення пружного елемента (пружинки) несе інформацію про висоту рельєфу - топографії поверхні і, крім того, про особливості міжатомних взаємодій [17,18]. Можна сказати, що в атомному силовому мікроскопі сканування досліджуваного зразка відбувається по В«поверхні постійної силиВ». p> Принципи ж прецизійного управління засновані на зворотному зв'язку і уловлюють найнікчемніші зміни рельєфу поверхні [19,20].
В
Рис. 1.8 Схема скануючого атомного силового мікроскопа
На малюнку 1.8 зображена схема атомного силового мікроскопа. 1-вістря (голка), 2 - пружина, на якій воно закріплене; 3-досліджувана поверхню (зразок); 4 (Px, Py, Pz) та 8 (P)-п'єзоелектричні перетворювачі. При цьому Px і Py служать для сканування зразка під голкою, а Pz управляє відстанню від вістря до поверхні. 5-ЕОМ; 6 - тунельний датчик, який реєструє відхилення пружинки з вістрям. br/>
.1.3 Переваги та недоліки атомного силового мікроскопа
У порівнянні з растровим електронним мікроскопом (РЕМ) атомно силовий мікроскоп володіє рядом переваг. Так, на відміну від РЕМ, який дає псевдо тривимірне зображення поверхні зразка, АСМ дозволяє отримати істинно тривимірний рельєф поверхні. Крім того, непроводящая поверхню, розглянута за допомогою АСМ, не вимагає нанесення проводить металевого покриття, яке часто призводить до помітної деформації поверхні. Для нормальної роботи РЕМ потрібно вакуум, в той час як більшість режимів АСМ можуть бути реалізовані на повітрі або навіть в рідині. Дана обставина відкриває можливість вивчення біомакромолекул і живих клітин. В принципі, АСМ здатний дати більш високий дозвіл ніж РЕМ. Так було показано, що АСМ в змозі забезпечити реальне атомне дозвіл в умовах надвисокого вакууму. Сверхвисоковакуумних АСМ з вирішення порівняємо з скануючим тунельним мікроскопом і просвітчастим електронним мікроскопом [22]. p> До недоліку АСМ при його порівнянні з РЕМ також слід віднести невеликий розмір поля сканування. РЕМ в змозі просканувати область поверхні розміром у кілька міліметрів у латеральної площині з перепадом висот у кілька міліметрів у вертикальній площині. У АСМ максимальний перепад висот становить кілька мікрон, а максимальне поле сканування в кращому випадку близько 150 * 150 мікрон2. Інша проблема полягає в тому, що при високому дозволі якість зображ...
