• [ Pobierz całość w formacie PDF ]

     

     

     

    Temat: Obróbka obrazów AFM

    Przedmiot: Laboratoria AFM

    Data wykonania:

    Wykonał:

     

    Prowadzący: mgr inż. M. Makowski

     

    WSTĘP

    Mikroskop sił atomowych (AFM - atomic force microscope), podobnie jak skaningowy mikroskop tunelowy  jest typem mikroskopu, w którym skanująca sonda przemieszcza się względem próbki badanego materiału, dokonując pomiarów w kolejnych punktach odległych od siebie zależnie od pożądanej rozdzielczości. Przewaga mikroskopu sił atomowych nad mikroskopem tunelowym w badaniach powierzchni polega na tym, że daje on możliwość przeprowadzenia pomiarów nie tylko na materiałach przewodzących prąd elektryczny, ale również na izolatorach.

    Pomiary mikroskopem AFM można przeprowadzać w różnych warunkach otoczenia, nawet w trakcie trwania reakcji chemicznych, a sama próbka nie wymaga specjalistycznego przygotowania. Pomiary przeprowadzone mikroskopem sił atomowych mogą dostarczyć informacji o takich wielkościach jak: chropowatość powierzchni, siły tarcia występujące pomiędzy ostrzem a powierzchnią próbki, siłach adhezji, lepkości, mikrotwardości. Mikroskop AFM dokonuje również pomiarów na materiałach biologicznych. W mikroskopie sił atomowych do zobrazowania powierzchni próbki można wykorzystać siły krótko- lub długozasięgowe. Ze względu na rodzaj tych sił wyróżnia się następujące tryby pomiarowe:

    ·         Tryb kontaktowy, w którym ostrze AFM odgrywa rolę profilometru badającego topografię powierzchni. Nacisk ostrza na powierzchnię wynosi od 10–7 N do 10–11 N, co powoduje, że obszar kontaktu pomiędzy ostrzem a powierzchnią próbki jest ekstremalnie mały. W tym trybie wykorzystywane są krótkozasięgowe siły oddziaływania międzyatomowego.

     

    ·         Tryb bezkontaktowy, w którym odsuwając ostrze na odległość 1-10 nm, do obrazowania wykorzystywane są siły dalszego zasięgu, takie jak: siły magnetyczne, elektrostatyczne lub przyciągające siły van der Waalsa. W tej metodzie obrazowania nie mierzy się statycznego ugięcia dźwigni, ale wprawia się dźwignię w drgania o częstości zbliżonej do jej częstości rezonansowej za pomocą piezoelementu. Reakcją na siłę działającą na dźwignie jest zmiana amplitudy i częstości drgań, co jest informacją pozwalającą uzyskać obraz.

     

    ·         Tryb kontaktu przerywanego, w którym belka jest wprowadzana w drgania na tyle blisko powierzchni, że poza siłami długozasięgowymi znaczenie mają również siły krótkozasięgowe: ostrze cyklicznie uderza w powierzchnię.

     

    Dźwignie mogą być wytwarzane wraz z ostrzem lub ostrza są do niej przyklejane.

    Typowe dźwignie:

    ·         długość od 100 do 500 μm,

    ·         stałe sprężystości 0,01 - 1 N/m

    ·         częstości rezonansowe w zakresie 3 - 500 kHz.

     

    Przyrządy użyte w doświadczeniu:

    ·         Mikroskop AFM

    ·         Dźwigienka typ PPP-CONTR-10 o parametrach:

     

    Grubość – T

    2,60 [µm]

    Długość – L

    50 [µm]

    Szerokość – W

    449 [µm]

    Stała sprężystości – C

    0,42 [N/m]

    Częstotliwość rezonansowa – f

    18 [kHz]

     

    ·         Zestaw komputerowy z oprogramowaniem Nanosurf EasyScan 2

    ·         Ostrze krzemowe

    ·         Parametry skanowania:

    Ø      P-GAIN – 7400

    Ø      I-GAIN – 3900

    Ø      D-GAIN – 0

     

     

    Obróbka obrazów

     

    1)    Płyta DVD

    Płyta DVD

    Opis funkcji:

    Global plane

    poprawienie obrazu

    Local plane

    uzyskanie obrazu w jednakowym kolorze

    Flatten

    ulepsza obraz

    Profile

    pomiar odległości i głębokości szczelin

    Zoom

    powiększenie wybranego fragmentu próbki

     

    Przed obróbką:                                                         Global plane:

     

    Local plane:                                                         Flatten + Global plane:

     

     

     

    Odległość miedzy kolejnymi scieżkami

     

    Pomiar

    Odległość

    1

    1.155µm

    2

    1.229µm

    3

    1.214µm

    4

    1.162µm

    5

    1.195µm

    6

    1.154 µm

    7

    1.12 µm

    8

    1.236 µm

    9

    1.277 µm

    10

    1.212 µm

    11

    1.192 µm

    12

    1.099 µm

    13

    1.267 µm

    14

    1.16 µm

    ... [ Pobierz całość w formacie PDF ]
  • zanotowane.pl
  • doc.pisz.pl
  • pdf.pisz.pl
  • wzory-tatuazy.htw.pl