29.Формирование изображения поверхности с использованием вторичных и отраженных электронов.
Если на сетку подать положительный потенциал +100 - +250 В энергии коллектора. Независимо от первоначального напряжения эмиссии, элементы движутся к коллектору, образовывая бестеневое изображение объекта. При этом получается изображение таких участков объекта, от которых нельзя провести прямую к коллектору элементов. Распределение скорости определяется наклоном соответствующего участка поверхности, как и в светооптических изображениях. Так появляется топографический контраст.
Если на сетку подать отрицательный потенциал, то он запирает вход вторичных элементов. Регулируя изменение потенциалов на сетке, мы можем регулировать степень участия вторичных элементов в формировании изображения.
30. Основные физические принципы сканирующей зондовой микроскопии.
Условно можно разделить на 2 группы: контактные квазенейтральность, без контактные колебательные. В контактных острие зонда нах-ся непосредственно в соприкосновении с пов-ю. При этом силы притяжения и отталкивания уравновешиваются силой консоли. обычно испол-ся контилеверы с малым коэф жесткости, что бы избежать чрезмерно воздей-я зонда на образец. Изоброжение рельефа формируется либо при постоянной силой взаимодействия зонда с пов-ю, либо при постоянном суммарном расстоянии между зондами и пов-ю образца. Зонд дв-ся на некоторой суммарной высоте над образцом и при этом в каждой точке регистрируется изгиб консоли, в которой пропорциональности силе дей-ю со стороны поверхности. Недостаток: мех-ое взаимодействие зондов и разрушению приводит к поломки зондов и разрушению пов-ти образца в процессе сканирования. В без контактном чаще всего применяется режим полу контактной. При работе в этом режиме возбуждается вынужденные колебания контилевера в близи его резонансной частоты. Контилевер приводит к пов-ти так что бы в нижнем полупериоде колебаний происходило касание пов-ти образца. Регистрируют происходит изменение амплитуды и фазы колебания, т.е взам-е контилевера с пов-ю состоит из ван-дер-вальсовского взаимодей-я, к которому в момент касания добовл-ся упругая сила дей-я на контилевер со стороны материала пов-ти. в этом режиме одновременно в память компью записывается АСМ изображение рельефа пов-ти. Можно исследовать не только твердые но и органические . полимерные материалы.
31. Принцип действия и устройство зондовых микроскопов.
Принцип действия сканирующих зондовых микроскопов. Это один из самых современных методов анализа поверхности. В сканирующих зондовых микроскопах ( атомно-силовых, туннельных, магнитно-силовых, электросиловых, микроскопах ближнего поля) сходны принципы организации работы и в них исследование микрорельефа поверхности и её локальных свойств проводится с помощью зондов в виде игл. Рабочая часть этих зондов имеет размеры порядка 10нм. И этот зонд подводится к поверхности с очень высокой точностью и иногда этой поверхности касается в некоторых режимах работы.
Схема организации обратной связи зондового микроскопа. Путь взаимодействия зонда с поверхностью характеризуется параметром Р. Если существует однозначная зависимость параметра Р от расстояния «зонд-образец», то Р может быть использован для организации системы обратной связи. И она контролирует расстояние между зондом и образцом. Система обратной связи поддерживает значение параметра Р постоянным. Например, значение Ро, которое задается оператором. Если расстояние зонд-поверхность изменяется, то происходит изменение Р, и в системе обратной связи возникает разностный сигнал, который усиливается и подается на исполнительный элемент. Исполнительный элемент обрабатывает данный сигнал, приближая зонд к поверхности или отодвигая его, пока разностный сигнал не станет равным нулю. При перемещении зонда вдоль поверхности происходит изменение Р, которое обусловлено рельефом поверхности и система обратной связи эти изменения обрабатывает. Если перемещать зонд в плоскости ху, то таким образом можно получить 3D-изображение рельефа поверхности. Сначала зонд движется по линии над образцом(строчная развертка), рельеф поверхности записывается в компьютер. Затем зонд перемещается в исходную строчку и переходит на стледующую строку, и процесс повторяется вновь.
Ну если кому рисунок нужен =)))
Принцип работы атомно-силового микроскопа основан на регистрации силового взаимодействия между поверхностью исследуемого образца и зондом. Используются специальные зондовые датчики, представляющие собой упругую консоль с острым зондом на конце. Сила, действующая на зонд со стороны поверхности приводит к изгибу консоли. Регистрируя величину изгиба можно контролировать силу взаимодествия зонда с поверхностью.
Рисунок – Зондовый датчик АСМ.