Лаборатория атомно-силовой микроскопии

Сканирующий зондовый микроскоп NanoeducatorДостижения современной науки и технологии во многом связаны с появлением в арсенале экспериментаторов принципиально нового инструмента – сканирующего зондового микроскопа (СЗМ), предоставившего возможность визуализировать, диагностировать и модифицировать вещество с нанометровым уровнем пространственного разрешения. Именно благодаря СЗМ, еще недавно казавшиеся фантастическими прямые эксперименты с отдельными молекулами и атомами стали вполне реальными и даже обычными не только для фундаментальных исследований, но и для прикладных разработок в нанотехнологии.

В основе сканирующей зондовой микроскопии и спектроскопии лежит взаимодействие между твердотельным зондом, приближенным к объекту исследования на некоторое малое расстояние λ, где λ- характерная длина затухания взаимодействия «зонд-объект». Для получения изображения поверхности объекта, а также пространственного распределения его физико-химических свойств используются прецизионные системы механического сканирования зондом относительно образца (или образцом относительно зонда), причем система автоматического регулирования стабилизирует параметры наноконтакта между зондом и объектом в процессе сканирования.

 

Пространственное разрешение СЗМ определяется характерным размером наноконтакта между зондом и образцом и может достигать атомных масштабов. Образно выражаясь, можно сказать, что, если в оптическом или электронном микроскопах образец осматривается, то в СЗМ - ощупывается и обстукивается. Прототипом СЗМ в определенном смысле является стетоскоп, с помощью которого еще в позапрошлом веке врач прослушивал больного. Действительно, размер стетоскопа (зонда) и расстояние от него до объекта исследования много меньше длины волны детектируемых акустических колебаний, именно поэтому, сканируя стетоскопом, удается определить положение сердца в грудной клетке с пространственным разрешением во много раз превосходящим длину волны звука.

Сканирующий зондовый микроскоп NanoeducatorПрирода взаимодействия между зондом и объектом весьма разнообразна, что и определяет разнообразие типов СЗМ или методов измерений. В сканирующем туннельном микроскопе (СТМ) детектируется туннельный ток, протекающий между зондом и объектом; в сканирующих силовых микроскопах (ССМ) детектируется локальная сила, действующая между зондом и объектом, причиной которой могут быть Ван-дер-Ваальсовское, электростатическое, магнитное взаимодействия, трение и т. п.; работа ближнепольных оптических микроскопов (БОМ) основана на использовании оптических фотонов, существующих около малого отверстия с диаметром меньшим длины волны света в области ближнего поля, интенсивность которого экспоненциально затухает на расстоянии порядка длины волны света. Существуют также емкостные (детектируется локальная емкость), акустические, (детектируются звуковые колебания), электрохимические (детектируются токи локальных электрохимических реакций) и другие типы СЗМ.

СЗМ-методы позволяют не только визуализировать и диагностировать микро- и нанообъекты различной природы, но и манипулировать одиночными нанообъектами и модифицировать их структуру с высоким пространственным разрешением. Для этих целей используются электронные токи большой плотности, сильные электрические поля и механические давления, которые можно легко реализовать в локальном наноконтакте.

Первым СЗМ, по-видимому, следует считать профилометр Янга (Young R. Phys.Today, V.24.P.42.(1971)) в котором детектировался автоэмиссионный ток между сканирующим металлическим зондом и исследуемой поверхностью. Экспериментальный подход Янга получил блестящее развитие в работах Г. Биннига и Г. Рорера, которые привели к появлению СТМ с атомным пространственным разрешением и были удостоены Нобелевской премии по физике в 1986 г.

Сканирующий зондовый микроскоп NanoeducatorПоскольку СЗМ стал одним из базовых инструментов нанотехнологии, которая в свою очередь является одной из основных движущих сил развития цивилизации в XXI веке, становится совершенно очевидной необходимость скорейшего внедрения СЗМ в учебный процесс. С этой целью и разработан Сканирующий зондовый микроскоп для учебных целей NanoEducator. Его отличительными особенностями являются:

− простота в обращении;

− отсутствие сложных настроек и юстировок;

− использование видеокамеры для визуального контроля состояния зонда;

− недорогой и многократно восстанавливаемый зонд;

− дружественный программный интерфейс в ОС Windows 98/2000/XP;

− подключение электронного блока к PC через USB порт;

− многозадачность, обеспечивающая возможность пользования компьютером одновременно с работой прибора;

− комплектация прибора необходимыми для учебного процесса тест-объектами.

 

СЗМ NanoEducator позволяет реализовать различные методы измерений туннельной и «полуконтактной» атомно-силовой микроскопий и может использоваться не только в учебных, но и в научных целях при исследованиях в области физики и технологии микро- и наноструктур, материаловедения, катализа, физики и химии полимеров, трибологии, цитологии и т. п.

Сканирующий зондовый микроскоп Nanoeducator Сканирующий зондовый микроскоп Nanoeducator Сканирующий зондовый микроскоп Nanoeducator

Weather

Яндекс.Погода

Who is online

We have 21 guests and no members online

Contacts

129337, Russia, Moscow, Yaroslavskoe shosse, 26
Working time: Mon-Fri 9:00-18:00 (UTC +4:00)
phone: +7-499-188-04-00
web:
www.nocnt.ru
e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.