Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2021, выпуск 6 » Статья стр. 1045
<<<>>>
Оптимизация измерений вектора силы взаимодействия в атомно-силовой микроскопии
DOI: 10.21883/JTF.2021.06.50877.303-20
Российский научный фонд, Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами, 19-13-00151
Министерство науки и высшего образования РФ, Государственное задание, 0791-2020-0009
Анкудинов А.В. 1, Минарский А.М.2
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Санкт-Петербургский национальный исследовательский Академический университет имени Ж.И. Алфёрова Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия
Поступила в редакцию: 30 октября 2020 г.
В окончательной редакции: 27 января 2021 г.
Принята к печати: 28 января 2021 г.
Выставление онлайн: 23 февраля 2021 г.
PDF версия
Рассмотрена задача оптимизации измерений трех пространственных компонент силы взаимодействия зонд-образец и соответствующего вектора смещения "идеального кантилевера". В атомно-силовом микроскопе со схемой оптического рычага для определения этих компонент необходимо регистрировать углы изгиба не меньше чем в двух точках на прямоугольной консоли кантилевера и угол кручения в какой-то из них. Доказано аналитически, что одной оптимальной точкой является пересечение оси зонда с плоскостью консоли. Разработана методика расчета оптимального положения другой точки. Проведен эксперимент по картированию силы и вектора смещения, получено удовлетворительное согласие с теорией. Ключевые слова: атомно-силовая микроскопия, прямые измерения пространственных компонент силы, кантилевер, оптический рычаг.
  1. G. Binnig, C.F. Quate, C. Gerber. Phys. Rev. Lett., 56 (9), 930 (1986). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.56.930
  2. Bhushan B. (Ed.) Nanotribology and Nanomechanics. An Introduction (Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg, 2005)
  3. G. Dai, K. Hahm, F. Scholze, M.-A. Henn, H. Gross, J. Fluegge, H. Bosse. Meas. Sci. Technol., 25, 044002 (2014). DOI: 10.1088/0957-0233/25/4/044002
  4. A. Bolopion, H. Xie, D.S. Haliyo, S. Regnier. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics 17 (1), 116 (2012). DOI: 10.1109/TMECH.2010.2090892
  5. И.А. Няпшаев, А.В. Анкудинов, А.В. Стовпяга, Е.Ю. Трофимова, М.Ю. Еропкин. ЖТФ, 82 (10), 109 (2012)
  6. E. Soergel. J. Phys. D. Appl. Phys., 44, 464003 (2011). https://doi.org/10.1088/0022-3727/44/46/464003
  7. S. Fujisawa, M. Ohta, T. Konishi, Ya. Sugawara, S. Morita. Rev. Sci. Instrum., 65 (3), 644 (1994). DOI: https://doi.org/10.1063/1.1145131
  8. H. Kawakatsu, H. Bleuler, T. Saito, K. Hiroshi. Jpn. J. Appl. Phys., 34Pt1 (6B), 3400 (1995). DOI: https://doi.org/10.1143/JJAP.34.3400
  9. A. Labuda, R. Proksch. Appl. Phys. Lett., 106 (25), 253103 (2015). DOI: https://doi.org/10.1063/1.4922210
  10. Электронный ресурс. Режим доступа: https://afm.oxinst. com/assets/uploads/products/asylum/documents/Cypher-IDS-Option-DS-March2018.pdf
  11. S. Alexander, L. Hellemans, O. Marti, J. Schneir, V. Elings, P.K.J. Hansma. J. Appl. Phys., 65 (1), 164 (1989). DOI: https://doi.org/10.1063/1.342563
  12. D. Rugar, H.J. Mamin, P. Guethner. Appl. Phys. Lett., 55 (25), 2588 (1989). DOI: https://doi.org/10.1063/1.101987
  13. R.S.M. Mrinalini, R. Sriramshankar, G.R. Jayanth. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 20 (5), 2184 (2015). DOI: 10.1109/TMECH.2014.2366794
  14. R. Proksch, T.E. Schaffer, J.P. Cleveland, R.C. Callahan, M.B. Viani. Nanotechnology, 15 (9), 1344 (2004). DOI: 10.1088/0957-4484/15/9/039
  15. A.V. Ankudinov. Nanosystems: Phys., Chem., Mathemat., 10 (6), 642 (2019). DOI: 10.17586/2220-8054-2019-10-6-642-653
  16. D. Sarid. Exploring Scanning Probe Microscopy with MATHEMATICA. Second edition. (WILEY-VCH Verlag GmbH \& Co. KGaA, Weinheim, 2007)
  17. M.A. Lantz, S.J. O'Shea, A.C.F. Hoole, M.E. Welland. Appl. Phys. Lett., 70 (8), 970 (1997). DOI: https://doi.org/10.1063/1.118476
  18. А.В. Анкудинов, М.М. Халисов. ЖТФ, 90 (11), 1951 (2020). DOI: 10.21883/JTF.2020.11.49989.117-20
  19. Электронный ресурс. Режим доступа: https://www.ntmdt-si.ru/ resources/spm-theory/theoretical-background-of-spm
  20. J.E. Sader, J.W.M. Chon, P. Mulvaney. Rev. Sci. Instrum., 70 (10), 3967 (1999). DOI: https://doi.org/10.1063/1.1150021
  21. В.Л. Миронов. Основы сканирующей зондовой микроскопии: учебное пособие для студентов старших курсов вузов (Техносфера, М., 2009)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme