Egwyddor weithredol a chymhwyso microsgopeg grym atomig
Mae microsgopeg grym atomig yn ficrosgop chwiliwr sganio a ddatblygwyd yn seiliedig ar egwyddor sylfaenol sganio microsgopeg twnelu. Yn ddiamau, chwaraeodd ymddangosiad microsgopeg grym atomig rôl yrru yn natblygiad nanotechnoleg. Mae microsgopeg stiliwr sganio, a gynrychiolir gan ficrosgopeg grym atomig, yn gyfres o ficrosgopau sy'n defnyddio stiliwr bach i sganio wyneb sampl, gan ddarparu arsylwad chwyddedig uchel. Gall sganio microsgopeg grym atomig ddarparu gwybodaeth cyflwr arwyneb gwahanol fathau o samplau. O'i gymharu â microsgopau confensiynol, mantais microsgopeg grym atomig yw y gall arsylwi arwyneb y sampl ar chwyddiad uchel o dan amodau atmosfferig, a gellir ei ddefnyddio ar gyfer bron pob sampl (gyda gofynion penodol ar gyfer llyfnder arwyneb), heb fod angen eraill. prosesau paratoi sampl, i gael delwedd morffoleg tri dimensiwn o arwyneb y sampl. A gall berfformio cyfrifiad garwedd, trwch, lled cam, diagram bloc, neu ddadansoddiad maint gronynnau ar y delweddau morffoleg 3D a gafwyd o sganio.
Gall microsgopeg grym atomig ganfod llawer o samplau a darparu data ar gyfer ymchwil arwyneb, rheoli cynhyrchu, neu ddatblygu prosesau, na all mesuryddion garwedd arwyneb sganio confensiynol a microsgopau electron eu darparu.
Egwyddorion Sylfaenol
Mae microsgopeg grym atomig yn defnyddio'r grym rhyngweithio (grym atomig) rhwng wyneb sampl a blaen stiliwr mân i fesur morffoleg yr arwyneb.
Mae blaen y stiliwr ar gantilifr bach, ac mae'r rhyngweithiad a gynhyrchir pan fydd y stiliwr yn cysylltu ag arwyneb y sampl yn cael ei ganfod ar ffurf gwyriad cantilifer. Mae'r pellter rhwng arwyneb y sampl a'r stiliwr yn llai na 3-4 nm, ac mae'r grym a ganfyddir rhyngddynt yn llai na 10-8 N. Mae'r golau o'r deuod laser yn canolbwyntio ar gefn y cantilifer. Pan fydd y cantilifer wedi'i blygu o dan weithrediad grym, mae'r golau adlewyrchiedig yn gwyro, a defnyddir ffotosynhwyrydd sy'n sensitif i leoliad i ganfod yr ongl gwyro. Yna, mae'r data a gasglwyd yn cael ei brosesu gan gyfrifiadur i gael delwedd tri dimensiwn o arwyneb y sampl.
Rhoddir stiliwr cantilifer cyflawn ar wyneb y sampl a reolir gan sganiwr piezoelectrig a'i sganio mewn tri chyfeiriad gyda lled cam o 0.1 nm neu lai mewn cywirdeb. Yn gyffredinol, wrth sganio'r wyneb sampl yn fanwl (echel XY), cedwir yr echel Z a reolir gan adborth dadleoli'r cantilever yn sefydlog ac yn ddigyfnewid. Mae'r gwerthoedd echel Z, sy'n adborth i'r ymateb sganio, yn cael eu mewnbynnu i'r cyfrifiadur i'w prosesu, gan arwain at ddelwedd a arsylwyd (delwedd 3D) o arwyneb y sampl.
Nodweddion microsgopeg grym atomig
1. Mae'r gallu cydraniad uchel yn llawer uwch na gallu sganio microsgopeg electron (SEM) a mesuryddion garwedd optegol. Mae'r data tri dimensiwn ar wyneb y sampl yn bodloni gofynion cynyddol microsgopig ymchwil, cynhyrchu ac arolygu ansawdd.
2. Heb fod yn ddinistriol, mae'r grym rhyngweithio rhwng y stiliwr ac arwyneb y sampl yn is na 10-8N, sy'n llawer is na gwasgedd mesuryddion garwedd stylus traddodiadol. Felly, ni fydd yn niweidio'r sampl ac nid oes problem difrod trawst electron wrth sganio microsgopeg electron. Yn ogystal, mae sganio microsgopeg electron yn gofyn am driniaeth cotio ar samplau nad ydynt yn ddargludol, tra nad yw microsgopeg grym atomig yn ei gwneud yn ofynnol.
3. Mae ganddo ystod eang o gymwysiadau a gellir ei ddefnyddio ar gyfer arsylwi arwyneb, mesur maint, mesur garwedd wyneb, dadansoddiad maint gronynnau, prosesu ystadegol o allwthiadau a phyllau, gwerthusiad cyflwr ffurfio ffilm, mesur cam maint yr haenau amddiffynnol, gwerthusiad gwastadrwydd o ffilmiau inswleiddio rhyng-haenog, gwerthusiad cotio VCD, gwerthusiad proses trin ffrithiant o ffilmiau â gogwydd, dadansoddi diffygion, ac ati.
4. Mae gan y meddalwedd alluoedd prosesu cryf, a gall ei arddangosfa delwedd 3D osod ei faint, ei bersbectif, ei liw arddangos, a'i sglein yn rhydd. A gellir dewis rhwydwaith, llinellau cyfuchlin, ac arddangosfeydd llinell. Rheoli macro mewn prosesu delweddau, dadansoddi siâp a garwder trawsdoriadol, dadansoddi morffoleg, a swyddogaethau eraill.
