"Полуконтактный" Метод
Использование колеблющегося кантилевера в Атомно-силовой микроскопии впервые было предложено Биннигом [1]. Наиболее ранние экспериментальные реализацие зондовой микроскопии с колеблющимся кантилевером представлены в работах [2, 3]. В них продемонстрировано влияние градиентов сил на сдвиг резонансной частоты кантилевера и показана возможность бесконтактного сканирования поверхности образца. В работе [2] было также указано на возможность сканирования с использованием отталкивающих сил.
Наибольшее распространение получил «tapping» метод [4]. При его использовании амплитуда колебаний довольно велика, так что колебания зонда проходят в области действия сил притяжения и отталкивания, поэтому этот метод называется также полуконтактным или прерывисто-контактным. Относительно слабый сдвиг частоты колебаний под влиянием отталкивающих сил означает, что контакт зонда с поверхностью образца в процессе колебаний происходит только в течение короткой части периода колебаний.
Прерывисто-контактный метод обладает определенными преимуществами по сравнению c Контактными методами. Прежде всего, при использовании этого метода давление зонда на поверхность образца существенно меньше, что позволяет работать с более мягкими и легко разрушающимися материалами, такими как полимеры и биоматериалы. За счет относительно короткого времени взаимодействия зонда с образцом существенно меньше горизонтальная составляющая силы взаимодействия зонд-образец, что дает возможность сканирования объектов слабо связанных с подложкой, например, клеток, частиц порошка и пр. Прерывисто-контактный метод также более чувствителен к различным видам взаимодействия с поверхностью, что дает возможность ряд характеристик поверхности – распределение вязкости и упругости, электрических и магнитных доменов.
Ссылки
- US Pat. 4724318.
- J. Appl. Phys. 61, 4723 (1987).
- Appl. Phys. Lett. 53, 2400 (1988).
- US Pat. 5412980.
