Seminarky.cz > Seminárky/Referáty > > Mikroskopie atomárních sil

Mikroskopie atomárních sil


Kategorie: Fyzika

Typ práce: Seminárky/referáty

Škola: nezadáno/škola není v seznamu

Charakteristika: Práce ukazuje vývoj a fungování dvou metod zkoumání atomů - Scaning Tunneling Microscope a mikroskopii atomárních sil a srovnává je. V další části podrobně popisuje kontaktní a bezkontaktní způsoby zkoumání atomárních sil. Podrobně líčí postup při zkoumání těchto sil atomárním mikroskopem a na závěr ukazuje, ve kterých oblastech by se jí dalo využít.

Obsah

1.
Scaning Tunnelling Microscope
2.
Mikroskopie atomárních sil
3.
Kontaktní a bezkontaktní metody
4.
Postup zkoumání atomů povrchu látek
5.
Oblasti uplatnění

Úryvek

„Přesné určení atomů povrchu látek, včetně možnosti dotváření struktur, byla snem vědců posledních 25 let. Tým vědců z Osaka University, Universidad Autonóma de Madrid a Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR (AV ČR), vyvinul druh atomárního mikroskopu, který dokáže v dynamickém modu (DFM) identifikovat jednotlivé atomy na površích látek, a to tak, že přesně zjistíme, o atom jakého prvku se jedná. Tento tým zjistil, že chemická identifikace povrchu je možná pomocí kombinace experimentálního měření interakčních sil pomocí DFM, kvantově mechanických výpočtů a jednoduchého analytického modelu.
Postup při zkoumání atomů je následující: samotný mikroskop je umístěn na antivibrační podložku. Na ohebném nosníku je nad vzorkem umístěn superostrý hrot mikroskopu. Zde kolektiv vědců při pokusech zaznamenal špičková měření každé chemické vazby a ukázal, že jejich závislost na druhu a tvaru použitého hrotu silového mikroskopu může být překonána normalizační procedurou. To jim umožnilo použít měření síly chemických vazeb jako základ pro rozpoznání atomů dokonce i při pokojové teplotě. Výzkumní pracovníci ilustrují výkon tohoto přiblížení na příkladu povrchu velmi speciální slitiny. Zde úspěšně identifikovali tři základní atomické složky: silikon, cín a olovo. A to i přesto, že vykazují velmi podobné chemické vlastnosti a obdobnou polohu na povrchu, které jakékoli topografické měření nedokáže rozlišit (resp. topograf nám ukáže atomy, ale neukáže, o jaké atomy jde). Tato chemická identifikace samostatných atomů a molekul na povrchu byla sledována právě již od vynalezení STM a AFM, ovšem vědcům se jako nadějný jevil při analýze povrchů vzorků zejména průzkum mikroskopie dynamických sil, jež dosahuje věrného zobrazení atomů detekováním sil malého dosahu, které jsou asociovány vznikem chemické vazby mezi nejzazším atomem na samém vrcholku hrotu a povrchem zkoumaného materiálu. Kromě toho, spektroskop zachycující dynamické síly dokáže tyto síly kvantifikovat. Výše zmíněnému týmu se při výzkumu podařilo získat informaci, z níž lze vyčíst 5 sad spektra dynamických sil změřených na samostatné atomické vrstvě cínu potažené na materiálu z křemíku. Tyto polohy byly zjištěny pomocí několikanásobného měření za použití různých druhů zakončení hrotu mikroskopu. Při variantním užití hrotů se lišily i pohyby hrotu, jedno ovšem měly společné- křivky plynoucí z měření sil u atomů křemíku jsou charakteristické silnější přitažlivou silou. Při zajištění maximální stability hrotu tým zjistil, jakým způsobem je přitažlivá síla atomu křemíku závislá na druhu hrotu. Smysluplným srovnáním měření sil hrot-povrch dosáhl tým zpracovatelných dat k redukci kolísavosti způsobené použitím hrotů s různým zakončením. Koeficient relativní interakce křemík- cín se tím ustálil konstantně na hodnotách 0, 7760. Konstantní hodnoty byly zjištěny i pro jiné prvky, jako například olovo a indium."

Vlastnosti

STÁHNOUT PRÁCI

Práci nyní můžete stáhnout kliknutím na odkazy níže.
Zabalený formát ZIP: x466bcd7906753.zip (11 kB)
Nezabalený formát:
Mikroskopie_atomarnich_sil.doc (43 kB)
Práce do 2 stránek a práce uvolněné zdarma (na žádost autorů nebo z popudu týmu) jsou volně ke stažení.

Diskuse