ОБОРУДОВАНИЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ В начале ХХ века появилась идея изучать вещество, не увеличивая визуально исследуемую площадь его поверхности, а как бы трогая. - презентация

1 ОБОРУДОВАНИЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ В начале ХХ века появилась идея изучать вещество, не увеличивая визуально исследуемую площадь его поверхности, а как бы трогая её. Здесь пригодился туннельный эффект, на основе которого в 1981 году был создан первый сканирующий туннельный микроскоп. Туннельный эффект основан на корпускулярно-волновом дуализме – двойственной природе элементарных частиц. С помощью сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) в 1982 году впервые получили изображение поверхности золота, а затем и кремния с атомарным разрешением. Рабочий орган СТМ – зонд – это токопроводящая металлическая игла. Зонд подводится к изучаемой поверхности на очень близкое расстояние ( 0,5 нм) и при подаче на зонд постоянного напряжения между ними возникает туннельный ток, который экспоненциально зависит от расстояния между зондом и образцом. Т.е. при увеличении расстояния на 0,1 нм туннельный ток уменьшается почти в 10 раз. Это обеспечивает высокую разрешающую способность микроскопа. Механический манипулятор – обеспечивает перемещение зонда над поверхностью с точностью до тысячных долей нанометра.

2 В 1986 году созданы атомно-силовые микроскопы (АСМ). АСМ позволяет исследовать поверхности с атомной точностью, но не обязательно электропроводящие. Работа АСМ основана на использовании сил межатомных связей. На малых расстояниях между атомами двух тел действуют силы отталкивания, а на больших – силы притяжения. Такие тела: исследуемая поверхность и скользящее над ней остриё. Зонд – алмазная игла. Позже был создан ряд сканирующих зондовых микроскопов (СЗМ). Наиболее известны в наше время: 1) туннельные зонды; 2) атомно-силовые зонды; 3) оптические зонды ближнего поля; 4) магнитные силовые зонды; 5) электростатические силовые зонды и др. Кроме определения различных параметров, современные СЗМ позволяют манипулировать нанообъектами, обеспечивать захват отдельных атомов и перенос их в новую позицию, производить атомарную сборку проводников шириной в 1 атом, придавая поверхностям различных предметов новые нужные качества.