Читать онлайн «Исследование топологии поверхности методом сканирующей атомно-силовой микроскопии: лабораторный практикум: учебное пособие для вузов»
Автор Елманов Г.Н.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Г. Н. Елманов, Б. А. Логинов, О. Н. Севрюков
ИССЛЕДОВАНИЕ ТОПОЛОГИИ ПОВЕРХНОСТИ
МЕТОДОМ СКАНИРУЮЩЕЙ АТОМНО-СИЛОВОЙ
МИКРОСКОПИИ
Лабораторный практикум
Рекомендовано УМО «Ядерные физика и технологии»
в качестве учебного пособия
для студентов высших учебных заведений
Москва 2011
УДК 620. 179. 118(076. 5)
ББК 32. 85я7
Е52
Елманов Г. Н. , Логинов Б. А. , Севрюков О. Н. Исследование топо-
логии поверхности методом сканирующей атомно-силовой микро-
скопии. Лабораторный практикум: Учебное пособие. М. : НИЯУ
МИФИ, 2011. 64 с. Даны общие принципы работы атомно-силовых микроскопов,
их устройство и основные конструктивные элементы. Приведено
описание устройства, программного обеспечения сканирующего
зондового мультимикроскопа СММ-2000 модификации 2000 г. и
порядка работы на нем в режиме контактной атомно-силовой мик-
роскопии. Подробно изложена методика запуска и пошаговой на-
стройки микроскопа, а также получения и оптимизации изображе-
ний. Рассмотрены методы математической обработки (медианная,
фурье-фильтрация и др. ) и статистического анализа изображений
поверхности (вычисление шероховатости, фрактальный и морфо-
логический анализы). Даны порядок выполнения лабораторной ра-
боты, требования к оформлению отчета, а также контрольные во-
просы. Предназначено для студентов НИЯУ МИФИ, обучающихся по
специальности «Физика металлов». Используется в дисциплинах
«Получение и обработка металлов и соединений: наноматериалы и
нанотехнологии» и «Кристаллография, рентгенография и микро-
скопия: электронная микроскопия». Подготовлено в рамках Программы создания и развития НИЯУ
МИФИ. Рецензенты: д-р физ. -мат. наук В. Л. Якушин (НИЯУ МИФИ);
д-р физ. -мат. наук К. Н. Ельцов (ЦЕНИ ИОФРАН)
ISBN 978-5-7262-1581-5
© Национальный исследовательский ядерный университет
«МИФИ», 2011
СОДЕРЖАНИЕ
1. ОСНОВЫ АТОМНО-СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 4
1. 1. Основные принципы сканирующей зондовой микроскопии ... ... ... 4
1. 2. Устройство и режимы работы атомно-силового микроскопа ... ... . . 6
1. 3. Факторы, влияющие на качество и достоверность
АСМ-изображения ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 10
2. КОНСТРУКЦИЯ МИКРОСКОПА СММ-2000 ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... . . 15
3. ПОРЯДОК РАБОТЫ НА МИКРОСКОПЕ В АСМ-РЕЖИМЕ ... ... ... ... . 17
3. 1. Установка кантилевера в АСМ-столик ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 17
3. 2. Установка образца для АСМ-режима ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 20
3. 3. Установка и настройка АСМ-столика ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 23
3. 4. Включение и настройка АСМ-режима ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 27
3. 5. Выбор области сканирования ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 30
3. 6.
