-
[ 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