21
Zastosowania mikroskopu AFM - Badania topografii i struktury powierzchni - Badanie właściwości fizycznych powierzchni - Nanolitografia i nanomanipulacja Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami charakteryzacji. Najczęściej są to metody elektryczne i optyczne.

Zastosowania mikroskopu AFM - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/AFM_materialy3.pdf · Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Zastosowania mikroskopu AFM - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/AFM_materialy3.pdf · Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami

Zastosowania mikroskopu AFM

- Badania topografii i struktury powierzchni- Badanie właściwości fizycznych powierzchni- Nanolitografia i nanomanipulacja

Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami charakteryzacji. Najczęściej są to metody elektryczne i optyczne.

Page 2: Zastosowania mikroskopu AFM - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/AFM_materialy3.pdf · Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami

Materiały miękkie: polimery

Zastosowanie stolików chłodząco-grzejących umożliwia obserwację krystalizacji in-situ. Faza krystaliczna może być obserwowana np. obrazowaniem odchylenia fazowego.R. Pearce. J. Vancso, Macromolecules 1997 (30) 5843

Page 3: Zastosowania mikroskopu AFM - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/AFM_materialy3.pdf · Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami

Materiały biologiczne

- Badanie powierzchni większych struktur biologicznych (tkanki)- Badanie pojedynczych komórek- Badanie części komórek (np. struktura białek)

Metoda AFM umożliwia obserwację żywych komórek, co jest niemożliwe do osiągnięcia innymi metodami (np. SEM lub TEM). Możliwa jest takżenanomanipulacja struktur biologicznych, badanie reakcji na substancje chemiczne, badanie działania enzymów itp.

Page 4: Zastosowania mikroskopu AFM - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/AFM_materialy3.pdf · Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami

Materiały biologiczne

Y. Dufrene, Journal of Bacteriology 2002 vol. 184 no. 19 5205-5213

Page 5: Zastosowania mikroskopu AFM - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/AFM_materialy3.pdf · Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami

Materiały biologiczne

Page 6: Zastosowania mikroskopu AFM - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/AFM_materialy3.pdf · Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami

Materiały biologiczne

Single-Molecule Cut-and-Paste Surface AssemblyS.K. Kufer, E.M. Puchner H. Gumpp, T. Liedl, H. E. Gaub, Science 1 February 2008: Vol. 319 no. 5863 pp. 594-596

Page 7: Zastosowania mikroskopu AFM - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/AFM_materialy3.pdf · Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami

Materiały biologiczne: struktura

AFM pozwala badać strukturę materiałów oraz potwierdzać modele struktury uzyskane na podstawie badań innymi metodami.Y. F. Dufrêne Nature Reviews Microbiology 2, 451-460 (June 2004)

Page 8: Zastosowania mikroskopu AFM - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/AFM_materialy3.pdf · Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami

Półprzewodniki

Kelvin Probe Force (KPFM): dioda laserowa GaAlAs/GaAs n-i-pwww.sciencegl.com

Page 9: Zastosowania mikroskopu AFM - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/AFM_materialy3.pdf · Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami

Półprzewodniki

Pomiar lokalnej pojemności (SCM) pozwala obrazować rozkład koncentracji nośników – Park Systems. Pomiar jakościowy - wyznaczamy dC/dV

Page 10: Zastosowania mikroskopu AFM - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/AFM_materialy3.pdf · Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami

Charakteryzacja cienkich warstw

AFM sprzężony z analizatorem impedancji działającym przy wysokich częstotliwościach (network analyzer) pozwala wyznaczyć wartość lokalnej pojemności. Pomiar wymaga kalibracji wykonanej w podobnych warunkach i konfiguracji jak pomiar.Źródło: Agilent

Page 11: Zastosowania mikroskopu AFM - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/AFM_materialy3.pdf · Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami

Półprzewodniki

Nanoimpedance Microscopy and SpectroscopyR. Shao, S. V. Kalinin, D. A. Bonnell, MRS Proceedings, 738 (2002)

Page 12: Zastosowania mikroskopu AFM - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/AFM_materialy3.pdf · Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami

Przewodniki jonowe : impedancja

Page 13: Zastosowania mikroskopu AFM - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/AFM_materialy3.pdf · Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami

Przewodniki jonowe : impedancja

R O’Hayre et al. J. Appl. Phys., Vol. 96, No. 6, 15 September 2004

Page 14: Zastosowania mikroskopu AFM - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/AFM_materialy3.pdf · Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami

Materiały fotowoltaiczne

Pomiar prądu metodą kontaktową: Organiczne ogniwa fotowoltaiczne – X.D. Dang, Asylum Research

Page 15: Zastosowania mikroskopu AFM - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/AFM_materialy3.pdf · Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami

Procesy elektrochemiczne

Page 16: Zastosowania mikroskopu AFM - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/AFM_materialy3.pdf · Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami

Skala atomowa

AFM/STM: Określenie ładunku pojedynczych atomów - Leo Gross, Fabian Mohn, Gerhard Meyer, Science 12 (2009)

Page 17: Zastosowania mikroskopu AFM - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/AFM_materialy3.pdf · Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami

Skala atomowa

Powierzchnie krystalicznego krzemu mierzone w warunkach UHV.www.specs.de

Page 18: Zastosowania mikroskopu AFM - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/AFM_materialy3.pdf · Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami

Skala atomowa

Obrazowanie w skali atomowej jest możliwe również bez użycia wysokiej próżni.Sokolov, Henderson, and Wicks, J. Appl. Phys., Vol. 86, No. 10

Page 19: Zastosowania mikroskopu AFM - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/AFM_materialy3.pdf · Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami

Skala atomowa

V. KOUTSOSE, . MANIASG, . TEN BRINKE G. HADZIIOANOU, Europhys. Lett., 26 (2), pp. 103-107 (1994)

Page 20: Zastosowania mikroskopu AFM - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/AFM_materialy3.pdf · Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami

Nanomateriały: grafen

Pomiar grubości cienkich warstw może być obarczony dużą niepewnością.P. Nemes-Incze, Z. Osvath, K. Kamaras, L.P. Biro, CARBON 4 6 ( 2 0 0 8 ) 1 4 3 5 –1 4 4 2

Page 21: Zastosowania mikroskopu AFM - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/AFM_materialy3.pdf · Dzięki otwartej architekturze mikroskop AFM może być sprzęgnięty z innymi metodami

Nanomateriały: grafen