Атомно-силовая микроскопия

Атомно-силовая микроскопия
Подготовили студенты группы 13604 кафедры Теоретическая Механика:
Воробьев Сергей, Мущак Никита, Старобинский Егор
Атомно-силовой микроскоп
Зондовый датчик

1 - чип (основание), 2 - балка (консоль), 3 - зондирующая игла, 4 лазер системы детектирования, 5 - фотодиод системы
детектирования.
АСМ измерения механических характеристик
одномерных объектов

Для одномерных объектов, таких как нанотрубки, измерение
механических свойств осуществляется вынужденным изгибом
или прогибом объекта точно известной силой, приложенной с
помощью АСМ. Основная метода заключается в том, что
исследуемый объект располагается над каким-нибудь
достаточно глубоким отверстием в поверхности подложки. В
этом случае одна часть объекта нависает над отверстием (в
виде мостика или консоли), другая лежит на поверхности
подложки. К провисающей части объекта прикладывают
внешнее воздействие с помощью АСМ, откуда и идет название
«метод подвешенного нанообъекта».

Силовые кривые, измеренные в середине нанотрубок,
расположенных над порами, включают в себя как деформацию
нанообъекта, так и изгиб зонда. Если из этих силовых кривых
вычесть «опорные», то получатся зависимости силы прижима от
величины деформации нанотрубки, наклон которых будет
характеризовать контактную локальную жесткость нанообъекта.
Контактную локальную жесткость, ks, также можно выразить
аналитически, используя следующее выражение:
где S – тангенс наклона F(z) на участке нанотрубки,
располагающейся над порой; S0 – тангенс наклона
F(z) на твердой подложке (или на участке нанотрубки над твердой
подложкой, при условии что деформация нанотрубки при этом
отсутствует); kС – жесткость зонда.
Спасибо за внимание
Список литературы:





Няпшаев Илья Александрович Атомно-силовая микроскопия
механических свойств различных наносистем
Рыбалкина М. Нанотехнологии для всех
Walters D. A. et al. Elastic strain of freely suspended single-wall carbon
nanotube ropes
Yu M. F. et al. Strength and Breaking Mechanism of Multiwalled Carbon
Nanotubes Under Tensile Load
Jing G. Y. Surface effects on elastic properties of silver nanowires: Contact
atomic-force microscopy