ся відповідні значення струму Ii. Потім напруга повертається до Vo і зворотний зв'язок включається знову.
Рис. 16. СТМ - I (v) спектроскопія
Кожна IV крива може бути отримана за кілька мілісекунд, так що дрейф положення зонда не робить істотного впливу. Ця процедура генерує повне струмове зображення Ii (x, y) для кожного значення напруги Vi на додаток до зображення рельєфу z (x, y) | VoIo. CITS значення можуть бути використані для розрахунку токового різницевого зображення DIVi, Vj (x, y) де Vi і Vj обмежують приватні поверхневі стану, виробляючи реальне просторове відображення поверхневих станів з атомарним дозволом. Ця методика може бути використана, наприклад, в надвисокому вакуумі для відображення заповнених станів адатомів або ненасичених зв'язків для реконструкцій кремнію.
1.3 Атомно-силова мікроскопія
У реальних умовах (в умовах навколишньої атмосфери) в повітрі практично завжди присутня деяка вологість і на поверхнях зразка і голки присутні шари адсорбированной води. Коли кантилевер досягає поверхні зразка виникають капілярні сили, які утримують голку кантільовери в контакті з поверхнею і збільшують мінімально досяжну силу взаємодії. Електростатичне взаємодія між зондом і зразком може проявлятися досить часто. Воно може бути як притягає, так і відразливим. Ван дер ваальсово сили тяжіння, капілярні, електростатичні і сили відштовхування в точці, де зонд стосується зразка, в рівновазі врівноважуються силою, що діє на кінчик зонда з боку вигнутого кантільовери. Недоліки тунельного режиму були подолані з винаходом Біннігу атомно-силового мікроскопа.
При взаємодії з поверхнею зразка макроскопічна гнучка консоль (кантилевер) з гострою голкою під дією атомних сил може бути вигнута на достатньо велику величину, щоб бути виміряної за допомогою звичайних засобів. При роботі в Контактному методі вигин кантільовери відображає відразливу силу і використовується безпосередньо, в системі зворотного зв'язку або в їх комбінації для відображення рельєфу поверхні.
Поряд з відображенням рельєфу в процесі сканування можуть відображатися також інші характеристики досліджуваного зразка. Якщо кантилевер із зондом є провідними, з'являється можливість відображення опору розтікання зразка. Якщо сканування проводиться в напрямку перпендикулярному поздовжньої осі кантільовери (в латеральному напрямку), сили тертя викликають його скрученоание. Вимірюючи це скручування за допомогою чотирьох секційного фотодетектора можна одночасно з відображенням рельєфу відображати також і розподіл сил тертя по поверхні зразка.
Рис. 17. АСМ - метод постійної висоти
Сила відштовхування F діюча на зонд пов'язана з величиною відхилення кантільовери x законом Гука: F=-kx, де k є жорсткістю кантільовери. Величина жорсткості для різних консолей варіюється від 0.01 до декількох Н/м. Основною перевагою методу постійної висоти є висока швидкість сканування. Вона обмежується практично тільки резонансними властивостями кантільовери.
До недоліків методу постійної висоти відноситься вимога достатньої гладкості поверхні зразків. Досить м'які образи (подібно полімерам, біологічним об'єктам, ЛБ - плівкам і т.д.) при дослідженнях можуть руйнуватися (процарапивать), оскільки зонд знаходиться в безпосередньому механічним контакті з поверхнею. При скануванні відносно м'яких зразків з розвиненою поверхнею сила тиску зонда на поверхню варіюється, одночасно нерівномірно прогинається і поверхню зразка. У результаті отриманий рельєф поверхні може бути спотворений. Можливу наявність істотних капілярних сил, обумовлених наявністю шару води, також призводить до погіршення дозволу.
При використанні АСМ - методу постійної сили величина вигину кантільовери підтримується в процесі сканування постійної за допомогою системи зворотного зв'язку. Таким чином, вертикальні зсуви сканера відображають рельєф поверхні досліджуваного зразка.
Основною перевагою методу постійної сили є можливість поряд з вимірами рельєфу поверхні проводити вимірювання та інших характеристик - сил тертя, опору розтікання та ін.
Рис. 18. АСМ - метод постійної сили
АСМ - контактний метод неузгодженості може розглядатися як проміжний між методом постійної сили і методом постійної висоти, якщо коефіцієнт посилення системи зворотного зв'язку (тобто швидкість відпрацювання сигналу неузгодженості) встановлюється таким, щоб система була здатна відпрацьовувати щодо гладкі особливості рельєфу і в той же час бути досить повільної, щоб відпрацьовувати круті сходи. У результаті сигнал неузгодженості буде погано відображати гладкі особливості рельєфу і з високим контрастом відображати різкі шорсткості. Такий спосіб відображення може бути корисним для пошуку невеликих неоднорідностей на великому щодо гладкому тлі.
Рис. 19. АСМ - контактний метод неузгодженості
АСМ - ме...
