Техника - молодёжи 2008-12, страница 14
ВЕК НАНО 2008 №12 ТМ сзм нового поколения Известно, что настройка большинства современных сканирующих зондовых микроскопов (СЗМ) чрезвычайно сложна, занимает много времени и сильно зависит от пользователя. Поэтому результаты измерений имеют плохую воспроизводимость. Компания «АИСТ-НТ» разработала новый, полностью автоматизированный СЗМ -SmartSPM, который позволяет автоматически настраивать регистрирующую систему, подводить зонд к образцу и устанавливать параметры сканирования. Время от включения прибора до начала сканирования составляет менее 5 мин SmartSPM предоставляет возможность выбора оптимального места наведения регистрирующего лазера, а также позволяет перед началом измерений протестировать отражающую поверхность кантилевера. Привод позиционирования образца в горизонтальной плоскости обеспечивает лёгкую «наводку» на нужную область сканирования. В автоматическом режиме пользователь должен лишь указать основные параметры зонда и поле сканирования - прибор сам произведёт полную настройку систем, подведёт зонд к поверхности образца и начнёт сканирование. Всё это существенно сокращает время обучения работе на приборе и даёт возможность использовать его не только в научных, но и в учебных целях. SmartSPM позволяет использовать оптическую систему в вертикальном положении с объективом 100х, числовой апертурой 0,7, а в положении под углом - с объективом 20х, числовой апертурой 0,42. Так как прибор обеспечивает оптический доступ сверху и сбоку, то за образцом можно не только наблюдать, но и воздействовать на него лазером с заданной поляризацией и собирать рассеянный свет с его поверхности. В SmartSPM применена новая конструкция 100-мкм сканера с очень высокими резонансными частотами (по X, Y: 7 кГц; по Z: 15 кГц), что даёт преимущество в скорости сканирования по сравнению с микроскопами других производителей до 10 раз. Сама система сканирования SmartSPM, основанная на гибких направляющих с применением высококачественных монолитных пьезопакетов, обладает метрологическими свойствами, высокой стабильностью и позволяет получать сверхвысокое разрешение. Благодаря встроенному в программное обеспечение языку программирования Lua, пользователь имеет возможность адаптировать прибор под свои специфические задачи, организовать серию автоматизированных измерений в различных точках поверхности образца. Встроенный макроязык для программирования платы DSP-контроллера позволяет создавать собственные алгоритмы сканирования, снятия силовых кривых, а также процедуры нанолитографии. Атомная решётка высокоориентированного пиролитического графита. Контактный метод АСМ. Размер скана: 32 х 3,2 нм Фуллерены внутри целой нанотрубки... Современные методы электронной микроскопии позволяют наблюдать за атомами и молекулами, в том числе и когда они находятся внутри углеродных нанотрубок (УНТ). Это делает возможным проведение исследований, связанных с изучением поведения внедрённых в УНТ частиц-допан-тов, а также механических и других свойств таких трубок «с начинкой». Так, решающую роль сыграл туннельный электронный микроскоп (ТЭМ) в работе, опубликованной недавно в Nano-letters. В её ходе были созданы и исследованы «стручки» на основе УНТ и фуллеренов. Сначала авторы поместили в полость одностенной УНТ (ОУНТ) фуллерен С60 и с помощью ТЭМ высокого разрешения исследовали, как шарики взаимодействуют между собой и стенками нанотрубки. Под воздействием электронного пучка достаточной мощности может происходить частичный разрыв связей между атомами углерода и образование новых. Так, оказалось, что из пяти фуллеренов С60 можно образовать один С300, причём он никак не будет связан со стенками УНТ и может свободно перемещаться и вращаться в её полости (рис. 1). Аналогичные эксперименты по «сшиванию» электронным пучком были проделаны для смеси металло-фуллеренов и С60 (рис. 2). Из-за смещения фуллеренов и их конгломератов относительно оси УНТ образовывались структуры, которые при вращении изменяли форму стенки нанотрубки (рис. 3). Детальное исследование на образцах УНТ, содержащих Sc3C2@C80, дало максимальное радиальное отклонение от идеальной (круглой) формы, равное 15-17%. : W^i-w о' Рис.1, (а-d) Серия ТЭМ-изображений, демонстрирующих вращение С300 внутри ОУНТ (временной промежуток -10 с). Справа - схематическая иллюстрация процесса i i
t>*Jb» w Рис.2, (i) (а) ТЭМ-изображения Sc@C82 и С60 внутри ОУНТ; (Ь) то же, через 10 с; (с) через 5 мин (фуллерены начинают соединяться); (ф через 10 с после (с), разворот на 180°; (е) через 10 с после (ф, разворот ещё на 180°. Справа - схематическое представление процесса. (И) (а-е) ТЭМ-изображения: ротационное и поступательное движение сшитой молекулы внутри ОУНТ (временной интервал 10 с). Справа - схематическое представление Учёные уверены, что изучение поведения фуллеренов и допан-тов других типов внутри УНТ необходимо для создания комплексов управления их движением. Авторы не исключают, что в скором будущем подобные «стручки» войдут в конструкцию наноустройств, где будут бесконтактно управляться при помощи электронного пучка. С а ЧНМЧН> ь чмхАч »' Щ с fc^uLlfciilbc «4 ^ d 90' Рис.3. Схематическое представление процессов вращения в ОУНТ с внедрёнными шариками Scf.pCSO (временной интервал 10 с) 12 |
