Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Wady ostrza Ponieważ ostrze ma kilka zakończeń w obrazie pojawiają się powtórzone struktury (duchy). Ponieważ ostrze ma duży promień niektóre elementy.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Wady ostrza Ponieważ ostrze ma kilka zakończeń w obrazie pojawiają się powtórzone struktury (duchy). Ponieważ ostrze ma duży promień niektóre elementy."— Zapis prezentacji:

1

2 Wady ostrza Ponieważ ostrze ma kilka zakończeń w obrazie pojawiają się powtórzone struktury (duchy). Ponieważ ostrze ma duży promień niektóre elementy ukształtowania powierzchni nie są rejestrowane (fioletowy element)

3 Czy zawsze widzimy rzeczywistość ? STM mierzy lokalna gęstość stanów elektronowych !!! Wynik obliczeń gęstości stanów To widzi mikroskop STM Obraz STM powierzchni grafitu Rzeczywista struktura grafitu pierwsza warstwa druga warstwa

4 Poniżej zobrazowano położenia zajętych i pustych stanów elektronowych atomów krzemu ulokowanych na powierzchni SiC(0001)-3x3. Poziomy zajęte Poziomy puste

5 Powierzchnia cienkiej warstwy Au P. Cyganik at al., IF UJ (111)Au P.Cyganik at al., IF UJ Co możemy zobaczyć STM-em ?

6 Cs na GaAs(100) Atomy Cs

7 Nanomanipulacje Metody elektryczne zaadsorbowany atom zostaje zlokalizowany i ostrze zostaje umieszczone nad nim ostrze jest obniżane do momentu, w którym oddziaływanie pomiędzy ostrzem i atomem jest wystarczające do trzymania atomu w czasie przesuwania ostrza ostrze jest przesuwane do właściwej pozycji ostrze jest usunięte znad atomu (dyfuzja stymulowana polem) Schemat 1 n zaadsorbowany atom zostaje zlokalizowany i ostrze zostaje umieszczone nad nim n do ostrza zostaje podany krótki impuls napięciowy przenoszący atom z powierzchni na ostrze n ostrze jest przesuwane do właściwej pozycji n do ostrza zostaje podany impuls o przeciwnej polaryzacji przenoszący atom z ostrza na powierzchnię (parowanie polowe, elektromigracja) Schemat 2

8 Iron on Copper (111) Xenon on Nickel (110)

9 Iron on Copper (111)

10

11 Liczydło atomowe Liczydło zrobiono z molekuł C-60 ustawionych wzdłuż uskoków na powierzchni miedzi M.T. Cuberes, R.R. Schlittler, J.K. Gimzewski Appl. Phys. Lett. 69 (1996) 3016.

12 Zapis informacji Ostra i twarda igła zostawia rysy a potem może to sama zobrazować - działa zatem jednocześnie jak głowica pisząca i czytająca.

13 A może by tak wziąć wiele igieł ? Tak postąpili naukowcy z IBM w Zurichu oraz Uniwersytetu w Bazylei i skonstruowali układ wielu igieł nazywając go Milipede

14 Nanometryczna maszyna drukarska Przy pomocy Milipede uzyskali gęstość zapisu 500 Gbit/cm 2. IBM Zurich Dyskietka 1.4 cala pomieści 20 Tbit (200 dysków 100GB)

15 STM

16 A co zrobić, gdy próbka jest nieprzewodząca ? Czy neutralne atomy mogą oddziaływać ze sobą ? p 1 – chwilowy moment dipolowy atomu 1 Energia potencjalna oddziaływania dwóch dipoli Pole elektryczne E 1 w odległości r od dipola p 1 ~ p 1 /r 3 Moment dipolowy p 2 indukowany w atomie 2 przez pole E 1, p 2 =, gdzie – polaryzowalność atomu 2 12

17 Potencjał van der Waalsa Potencjał oddziaływania pomiędzy dwoma wzajemnie indukującymi się dipolami. zakaz Pauliego (utrudnia nakładanie się orbitali elektronowych), odpychanie elektrostatyczne jąder, które przy niewielkich wzajemnych odległościach nie są już całkowicie ekranowane przez otaczające je elektrony. Odpychanie występuje ze względu na: Część odpychająca

18 Pomysłowa natura Dlaczego muchy, żuki a nawet jaszczurki potrafią chodzić po suficie szkle lub porowatych powierzchniach lekceważąc prawa grawitacji.

19 Pomysłowa natura

20

21 Dependence of the terminal element density (NA) of the attachment pads on the body mass (m) in hairy-pad systems of diverse animal groups (log{middle dot}NA(m-2) = {middle dot}log{middle dot}m(kg), R = 0.919) Pomysłowa natura

22

23

24

25

26 Jak wykorzystać siły van der Waalsa ? F Waalsa N Bardzo słabe oddziaływanie Bardzo czuła detekcja Montujemy atom na sprężystej belce Badamy siłę oddziaływania atomu z powierzchnią poprzez pomiar wygięcia belki Część odpychająca Część przyciągająca Energia potencjalna Odległość

27 Mikroskop sił atomowych - AFM Odchylenie belki wywołane działaniem siły van der Waalsa mierzymy poprzez detekcję przy użyciu układu detektorów optycznych odbicia promienia lasera od belki Belka Ostrze Próbka Detektory optyczne Promień lasera

28 Ostrze mikroskopu AFM O ile przygotowanie dobrego ostrza do mikroskopu STM jest stosunkowo proste, to wykonanie dobrego ostrza do mikroskopu AFM jest bardzo trudne. Ostrze do mikroskopu AFM (tip) jest zamontowane na belce (cantilever). Wybór odpowiedniej belki oraz ostrza zależy od konkretnego zadania badawczego. Przykładowe ostrza do mikroskopu AFM STM AFM Oddziałuje wiele atomów Oddziałuje jeden atom

29 Jaką belkę wybrać ? Jeżeli chcemy badać morfologię powierzchni to belka, na której zamocowane jest ostrze powinna mieć stałą sprężystości znacznie mniejszą od stałej sprężystości badanej próbki. Jednak jeżeli interesuje nas pomiar stałej sprężystości próbki lub np. chcemy zbadać zjawisko tarcia w skali atomowej, to powinniśmy użyć belki o stałej sprężystości większej niż stała sprężystości badanej próbki. Belka Ostrze

30 Rodzaje pracy Mod kontaktowy Ostrze jest w kontakcie z powierzchnią. Mierzymy wygięcia belki w trakcie przesuwu po powierzchni Zmieniamy odległość z tak, aby wygięcie było stałe. Notujemy odległości z(x,y) Ostrze może niszczyć powierzchnię

31 Rodzaje pracy Mod bezkontaktowy Mierzymy zmianę amplitudy drgań Zmieniamy odległość z tak, aby amplituda drgań była stała Zmiana siły oddziaływania powoduje zmianę częstości rezonansowej Zmiana częstości rezonansowej powoduje zmianę amplitudy Ostrze unosi się nad powierzchnią (bardzo słaba siła)

32 Mikroskop sił poprzecznych (Lateral Force Microscope) -LFM Ostrze jest w kontakcie z próbką Mierzymy przechył belki przy ruchu bocznym Uzyskujemy informację np. o tarciu Ostrze jest pokryte materiałem magnetycznym Mierzymy strukturę magnetyczną próbki Mikroskop magnetyczny

33 Zastosowanie Powierzchnia kryształu KBr 8x8 nm M. Szymoński at al., IFUJ Izolatory, materiały organiczne, biologiczne, itp. Po zbombardowaniu elektronami KBr

34 Żywe erytrocyty Obraz komórek krwi uzyskany w buforze fosforanowym (PBS) M. Targosz, P. Czuba, M. Szymoński, IFUJ

35 Animacje zjawisk powierzchniowych Rozpylanie powierzchni Ag{111} jonem Ar o energii kinetycznej 100 eV Rozpylanie powierzchni Ag{111} jonem 4 keV Ar Rozpylanie powierzchni Ag{111} jonem Ga o energii kinetycznej 15keV Rozpylanie powierzchni Ag{111} fulerenem C60 o energii kinetycznej 15keV Powstawanie krateru na powierzchni Ag{111} bombardowanej jonem C60 o energii kinetycznej 15 keV Generacja fal uderzeniowych w krysztale srebra bombardowanego fulerenem C60 o energii kinetycznej 15 KeV

36 Animacje zjawisk powierzchniowych Emisja molekuł benzenu z monowarstwy benzenu ułożonej w rekonstrukcji (3x3) na powierzchni Ag{111} pod wpływem bombardowania 1 keV Ar Desorpcja molekuł benzenu z monowarstwy ułożonej w rekonstrukcji 3x3 na powierzchni Ag{111} bombardowanej jonem 4 keV Ar Emisja molekuł benzenu z warstwy organicznej o grubości 3 monowarstw osadzonych na podłożu Ag{111} bombardowanym jonami 4 keV Ar Desorpcja zestalonego kryształu Ar o temperaturze 15K pod wpływem bombardowania jonem Ar o energii 70 eV Desorpcja zestalonego kryształu Ar o temperaturze 15K pociskiem Ar o energii kinetycznej 2 keV Molekularny ludzik - emisja molekuł benzenu z powierzchni Ag{111} pokrytej warstwą benzenu w rekonstukcji 3x3 po uderzeniu pociskiem 8keV Kr

37 Żródła internetowe wykładu Autor: dr hab. Zbigniew Postawa


Pobierz ppt "Wady ostrza Ponieważ ostrze ma kilka zakończeń w obrazie pojawiają się powtórzone struktury (duchy). Ponieważ ostrze ma duży promień niektóre elementy."

Podobne prezentacje


Reklamy Google