Частотная спектроскопия

Из анализа сдвига частоты колебаний кантилевера от расстояния можно определить зависимость силы взаимодействия зонд-образец от расстояния. Результаты такого анализа показывают, что не только неконтактные, но также и упругие контактные силы могут быть количественно измерений с помощью динамической силовой спектроскопии открывающей новый и прямой путь для проверки контактных механических моделей наношероховатостей [1].

Форма частотных кривых (f-d) оказывается подобной. Как можно видеть на анимации при подводе зонда к поверхности образца сдвиг частоты уменьшается и достигает минимума. При дальнейшем уменьшении расстояния зонд-образец частотный сдвиг снова увеличивается и становится положительным. Для малых резонансных амплитуд минимум Df(z) кривых глубже, и наклон после минимума круче, чем для больших амплитуд. Кроме того f-d кривые становятся глубже в областях с повышенной силой адгезии.

Сравнительное экспериментальное и теоретическое изучение частотного сдвига в динамической силовой микроскопии в зависимости от расстояния зонд-образец и резонансной амплитуды обнаруживает, что частотный сдвиг кривых, полученных при разных амплитудах, масштабируется как 1/A3/2 и может быть приведен к единой нормализованной кривой частотного сдвига [2].

Экспериментальные силовые кривые показывают хорошее согласие со специфическими дальнодействующими(Ван-дер-Ваальсовыми), короткодействующими (Леннарда-Джонса), и контактными (Герца/ДМТ) силами[3].

Ссылки

  1. Phys. Rev. B 61, 12678 (2000).
  2. Phys. Rev. B 56, 16010 (1997).
  3. Appl. Phys. Lett. 75, 433 (1999).