Aтомно-силовая микроскопия

Рис 1. Схематическое изображение первого АСМ из статьи Binnig, Quate and Gerber (Phys.Rev.Lett.56,930 (1986))
Несмотря на большие успехи Cканирующей Туннельной Микроскопии было понятно, что СТМ обладает фундаментальным недостатком - с помощью СТМ можно исследовать только проводящие или покрытые проводящими пленками образцы.
Этот недостаток был преодолен с изобретением Биннигом атомно-силового микроскопа [1].
Он был первым, кто догадался, что при взаимодействии с поверхностью образца макроскопическая гибкая консоль (кантилевер) с острой иглой под действием атомных сил может быть изогнута на достаточно большую величину, чтобы быть измеренной с помощью обычных средств. В первом варианте для измерения изгиба кантилевера использовался СТМ (см. рис. 1) [2].

Рис. 2 Схематическое изображение АСМ по патенту "Atomic Force Microscope" (US RE37,299)
Луч лазера направляется на кантилевер и отражается от него для измерения изгиба кантилевера. Отраженный лазерный луч детектируется позиционно-чувствительным (двухсекционным) фотоприемником. Выходной сигнал с двухсекционного фотоприемника подается на компьютер для выработки данных, отражающих рельеф поверхности образца с атомарным разрешением. Используемые в настоящее время позиционно-чувствительные фотодетекторы являются четырехсекционными и позволяют измерять не только продольные, но также и торсионные изгибы кантилевера.
Все эти возможности позволяют реализовать множество много различных методов и методик проведенияССМ исследований. Ниже мы рассмотрим различные статические и динамические контактные, прерывисто-контактные, бесконтактные и многопроходные методы и методики.
Ссылки
- US Pat. 4724318.
- Phys.Rev.Lett.56,1986,930-933.
- US Pat. RE37,299 (Reissued Pat. No. 5,144,833).