© ۱۳۹۳
کلیه حقوق این سایت متعلق به ستاد توسعه فناوری نانو می باشد و هر گونه استفاده از مطالب آن بدون ذکر نام منبع ممنوع است.
نانو
nano
پيشوندي به معناي يک بيليونم يا (000،000،000،1/1). در متون فناورينانو، معمولا براي مشخص کردن يک واحد اندازهگيري برابر با 10 به توان منفي 9 متر استفاده ميشود.
میکروسکوپ نیروی اتمی
1. مقدمه
نمایش توضیحات فیلم
توضیحات : یکی از انواع میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM) که برای اندازه گیری الاستیسیته نمونه بکار می رود، میکروسکوپ مدولاسیون نیرو(FMM) می باشد.این روش شامل مشخصه سازی ویژگی های مکانیکی نمونه است که در آن با قرار گیری سوزن بر روی نمونه، الاستیسیته و نتایج انحراف از پایه اندازه گیری می شود.
نمایش توضیحات فیلم
توضیحات : در میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM)، سوزن پایه بکار رفته برای تصویر برداری می تواند بعنوان نانوابزاری در مقیاس اتمی باشد که از آن برای دستکاری، نوشتار یا جابجایی اتم های منفرد یاملکول های سطح استفاده می شود. دستکاری با استفاده از اسکنرهای پیزوالکتریک انجام می گیرد و نیروهای برهمکنش از طریق انحراف پایه اندازه گیری می شود.
نمایش توضیحات فیلم
توضیحات : یکی از کاربردهای میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM)، تعیین نیروی اصطکاک عرضی می باشد که در آن نمونه، بصورت عمودی در راستای محور پایه حرکت داده می شود. اصطکاک میان نمونه و سوزن موجب چرخش پایه شده و نتایج حاصل از حرکت چپ و راست پرتو لیزر توسط آشکارساز نوری تشخیص داده می شود.
نمایش توضیحات فیلم
توضیحات : در میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM)، یک سوزن نوک تیز سطح نمونه را در حالیکه نیروهای جاذبه و دافعه عمل کننده بین آن ها اندازه گیری می شود، روبش میکند. حرکت سوزن در انتهای پایه متصل به آن توسط سرامیک پیزوالکتریک انجام می شود. در هنگام روبش، پارامتر خاصی مثل نیرو یا انکسار در یک مقدار ثابت نگه داشته می شود و تصویر سه بعدی براساس آشکارساز نوری یا بازخورد میان سیستم آشکارساز و پیزوالکتریک ایجاد می شود.
نمایش توضیحات فیلم
توضیحات : در میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM) مد تماسی، سوزن با نیروی میانگین 10-9نیوتن در فاصله کمتر از چند آنگستروم از سطج نمونه، حرکت می کند که در این حالت، نیروی بین سوزن و نمونه دافعه است و تماس ملایمی بین آنها برقرار می باشد. AFM در این مد، دو حالت ارتفاع ثلبت و نیروی ثابت دارد که با شناسایی انحراف پایه، مجموعه ای از داده های توپوگرافی را ایجاد می کند.
نمایش توضیحات فیلم
توضیحات : تحت شرایط متعارفی، سطوح نمونه با یک لایه از گازهای جذب شده مثل بخارآب و نیتروژن پوشیده می شود که نیروهای موئینگی نسبتا قوی بین سوزن و نمونه ایجاد می کند(حدود 100نانونیوتن) که بزرگی آن به فاصله سوزن و نمونه وابسته است و باعث می شود که سوزن در تماس با نمونه نگه داشته شود.
نمایش توضیحات فیلم
توضیحات : در میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM) مد غیرتماسی، سوزن به فاصله 150-50 آنگستروم در بالای نمونه قرار می گیرد. هنگامیکه نوک نمونه به سوزن نزدیک می شود، نیروهای واندروالسی از نوع جاذبه میان آنها ایجاد می شود وتغییراتی در دامنه ارتعاش یافرکانس ایجاد می کند که تصویر براساس اندازه گیری همین تغییرات می باشد.
نمایش توضیحات فیلم
توضیحات : مد ضربه ای در میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM)، امکان تصویربرداری از سطوح بسیار حساس را ایجاد می کند. در این حالت، در حالیکه سوزن به طور متناوب(500000تا50000دور در ثانیه)،با سطح نمونه تماس پیدا می کند، نوسان پایه کاهش می یابد و دامنه نوسان توسط آشکارساز اندازه گیری می شود.
نمایش توضیحات فیلم
منابـــع و مراجــــع
1. G. Binnig, C.F. Quate, C. Gerber, Atomic force microscope, Phys. Rev. Lett. 56, 930–933(1986).
2. G. Binnig, C. Gerber, E. Stoll, T.R. Albrecht, C.F. Quate, Atomic resolution with atomic force microscope, Europhys. Lett. 3, 1281–1286 (1987).
3. http://edu.nano.ir/index.php/articles/show/81
4. علیرضاذوالفقاری،محمدالماسی،پیروزمرعشی،مهردادنجبا،امیدسیفی، "میکروسکوپ پروبی روبشی آزمایشگاهی روی نوک سوزن"،تهران،پیکنور، (1385).
5. Bharat Bhushan, "Springer Handbook of Nanotechnology", USA, Springer, (2004).
6. J.A. Stroscio, W.J. Kaiser (Eds.), Scanning Tunneling Microscopy (Academic, Boston 1993) 102. H.J. Guntherodt, D. Anselmetti, E. Meyer (Eds.), Forces in Scanning Probe Methods (Kluwer, Dordrecht 1995).
7. H.-J. Guentherodt, R. Wiesendanger (Eds.), "Scanning Tunneling Microscopy", Vol. I, II, and III, Springer, (1993, 1995, 1996).
8. B. Drake, C.B. Prater, A.L. Weisenhorn, S.A.C. Gould, T.R. Albrecht, C.F. Quate, D.S. Cannell, H.G. Hansma, P.K. Hansma, Imaging crystals, polymers and processesin water with the atomic force microscope, Science 243, 1586–1589 (1989).
9. B. Bhushan, Principles and Applications of TribologyWiley, New York (1999).
10. B. Bhushan, Modern Tribology Handbook – Vol. 1: Principles of Tribology (CRC, Boca Raton 2001).
11.B. Bhushan, Introduction to Tribology (Wiley, New York 2002).
12. G.Meyer, N.M. Amer, Novel optical approach to atomic force microscopy, Appl. Phys. Lett. 53, 1045–1047 (1988).
13. B. Bhushan, S. Sundararajan, Micro-/nanoscale friction and wear mechanisms of thin films using atomic force and friction force microscopy, Acta Mater. 46, 3793–3804 (1998).
14. N.A. Burnham, R.J. Colton, Measuring the nanomechanical properties and surface forces of materials using an atomic force microscope, J. Vac. Sci. Technol. A 7, 2906–2913 (1989).
15. P. Maivald, H.J. Butt, S.A.C. Gould, C.B. Prater, B. Drake, J.A. Gurley, V.B. Elings, P.K. Hansma, Using force modulation to image surface elasticities with the atomic force microscope, Nanotechnology 2, 103–106 (1991).
16. B. Bhushan, A.V. Kulkarni, W. Bonin, J.T. Wyrobek, Nano/picoindentation measurements using capacitive transducer in atomic force microscopy, Philos. Mag. A 74, 1117–1128, (1996).
17. B. Bhushan, V.N. Koinkar, Nanoindentation hardness measurements using atomic force microscopy, Appl. Phys. Lett. 75, 5741–5746 (1994).
18. D. DeVecchio, B. Bhushan, Localized surface elasticity measurements using an atomic force microscope, Rev. Sci. Instrum. 68, 4498–4505 (1997).
19. B. Bhushan, Micro-/nanotribology and itsapplications to magnetic storage devices and MEMS, Tribol. Int. 28, 85–96 (1995).
20. D.M. Eigler, E.K. Schweizer, Positioning single atoms with a scanning tunnelling microscope, Nature 344, 524–528 (1990).
21. A.L. Weisenhorn, J.E. MacDougall, J.A.C. Gould, S.D. Cox, W.S. Wise, J. Massie, P.Maivald, V.B. Elings, G.D. Stucky, P.K. Hansma, Imaging and manipulating of molecules on a zeolite surface with an atomic force microscope, Science 247, 1330–1333 (1990).
22. I.W. Lyo, P. Avouris, Field-induced nanometer-to-atomic-scale manipulation of silicon surfaces with the STM, Science 253, 173–176 (1991).
23. O.M. Leung, M.C. Goh, Orientation ordering of polymers by atomic force microscope tip-surface interactions, Science 225, 64–66 (1992).
24. A.Majumdar, P.I. Oden, J.P. Carrejo, L.A. Nagahara, J.J. Graham, J. Alexander, Nanometer scale lithography using the atomic force microscope, Appl. Phys. Lett. 61, 2293–2295 (1992).
25. L. Tsau, D. Wang, K.L. Wang, Nanometer scale patterning of silicon(100) surface by an atomic force microscope operating in air, Appl. Phys. Lett. 64, 2133–2135 (1994).
26. E. Delawski, B.A. Parkinson, "Layer-by-layer etching of two-dimensional metal chalcogenides with the atomic force microscope", J. Am. Chem. Soc. 114, 1661–1667 (1992).
27. B. Bhushan, O. Marti, "Scanning Probe Microscopy – Principle of Operation, Instrumentation, and Probes" , Nanotribology and Nanomechanics, Springer, (2011).
28. G. Binnig, H. Rohrer, Scanning tunnelling microscopy, Surf. Sci. 126, 236–244 (1983).
29. R.L. Nicolaides, W.E. Yong, W.F. Packard, H.A. Zhou, Scanning tunneling microscope tip structures, J. Vac. Sci. Technol. A 6, 445–447 (1988).
30. J.P. Ibe, P.P. Bey, S.L. Brandon, R.A. Brizzolara, N.A. Burnham, D.P. DiLella, K.P. Lee, C.R.K. Marrian, R.J. Colton, On the electrochemical etching of tips for scanning tunneling microscopy, J. Vac. Sci. Technol. A 8, 3570–3575 (1990).
31. K.S. Birdi, "Scanning probe microscopes : applications in science and technology",USA, (2003).
32. J. Stroscio, W.J. Kaiser (Eds.),"Scanning Tunneling Microscopy", Academic Press, (1993).
33. D. Bonnell, (Ed.),"Scanning Probe Microscopy and Spectroscopy: Theory, Techniques, and Applications", 2nd ed., Wiley-VCH, New York, (2001).
34. R. Wiesendanger, "Scanning Probe Microscopy and Spectroscopy: Methods and Applications",Cambridge University Press, (1998).
35. V.N. Koinkar, B. Bhushan, Microtribological studies of unlubricated and lubricated surfaces using atomic force/friction force microscopy, J. Vac. Sci. Technol. A 14, 2378–2391 (1996).
36. Paolo Samori, "Scanning Probe Microscopies Beyond Imaging", WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, (2006).
37. M. Binggeli, R. Christoph, H.E. Hintermann, J. Colchero, O. Marti, Friction force measurements on potential controlled graphite in an electrolytic environment, Nanotechnology 4, 59–63 (1993).
38. K. Yamanaka, H. Ogisco, O. Kolosov, Ultrasonic force microscopy for nanometer resolution subsurface imaging, Appl. Phys. Lett. 64, 178–180 (1994).
39. C.D. Frisbie, L.F. Rozsnyai, A. Noy,M.S.Wrighton, C.M. Lieber, Functional group imaging by chemical force microscopy, Science 265, 2071–2074 (1994).
40. http://www.natsyco.com/
41. http://depts.washington.edu/nanolab/
42. A. V.Clemente, K. Gloystein, N. Frangis, "Principles ofAtomic Force Microscopy(AFM)", Physics of Advanced Materials Winter School, (2008).
حمیدرضا خالدیان - ۱۳۹۴/۱۲/۲۱
در صورت امکان کاربرد AFM در کاتالیست ها به عنوان نمونه بیان شود.
عنوان : مقایسه میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM) با میکروسکوپ تونلی روبشی(STM)
توضیحات : مزایا ی میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM) در هنگام مقایسه آن با سایر تکنیک های میکروسکوپی مانند میکروسکوپ تونلی روبشی(STM)بهتر مشخص می شود. AFM علی رغم اینکه رزولوشن کمتری نسبت به STM دارد اما تطبیق پذیری آن بهتر می باشدو همچنین برای انواع مواد مثل رسانا، عایق، مواد آلی، ملکول های بیولوژیکی، پلیمرها و سرامیک ها، در محیط های مختلف مثل مایعات و خلا آنالیز انجام می دهد.