آنالیز AFM داخل کشور

شرح خدمت:

1. مقدمه

میکروسکوپ نیروی اتمی ((AFM=Atomic Force Microscope جزء جدیدترین دستاوردهای دانشمندان در زمینه اندازه‌گیری در ابعاد و مقیاس نانو است که در سال 1989 توسط جرد بینینگ (Gerd Karl Bining)، کریستوف جربر(Christoph Geber)  و کوایت (Calvin Quate) ساخته شد. دستگاهی که بینینگ و همکارانش ساخته بودند، از نظر عملکرد کاملاً مشابه میکروسکوپ‌های نیروی اتمی امروزی بود و در طی این چند سال، تنها دقت و روش فهم نهایی اندازه‌ها پیشرفت کرده است. با این دستگاه می‌شد طول‌هایی تا حدود “سیصد آنگستروم” یا “سی نانومتر” را اندازه گرفت. با گذشت زمان این دستگاه کامل‌تر شد و امروزه می‌توان با دقتی بیش از پانصد برابر دقت میکروسکوپ بینینگ، سطوح مواد را مشاهده نمود.

2. دامنه کاربرد میکروسکوپ نیروی اتمی

در حالی که میکروسکوپ تونلی روبشی، تنها می‌تواند جهت مطالعه سطوحی که از لحاظ الکتریکی درجاتی از رسانایی دارند استفاده شود، میکروسکوپ‌های نیروی اتمی می‌توانند جهت مطالعه هر نوع سطح مهندسی استفاده شوند؛ بنابراین می‌توان از آن جهت مطالعه انواع مواد رسانا، نیمه رسانا و نارسانا استفاده نمود. امروزه AFM، یک کاوشگر سطحی محبوب برای اندازه‌گیری‌های توپوگرافیک و محاسبه نیروهای عمودی در مقیاس میکرو تا نانو شناخته شده است. همچنین از این دستگاه مشخصه یابی، می‌توان برای مطالعه خراش و سائیدگی و نیز اندازه گیری خواص مکانیکی الاستیک و پلاستیک (از قبیل میزان سختی جسم در برابر جسم فرورونده (indentation hardness) و مدول الاستیسیته) استفاده نمود.  AFM در بسیاری از مطالعات، جهت نوشتار، دستکاری و جابجایی اتم‌های منفرد زنون، مولکول‌ها ، سطوح سیلیکونی و پلیمری بکار گرفته شده‌اند. به علاوه این میکروسوپ‌ها جهت انواع نانولیتوگرافی و تولید نانوساختار‌ها و نانوماشین کاری استفاده شده‌اند. میکروسکوپ‌های نیروی اتمی که برای اندازه‌گیری نیروهای عمودی و جانبی، طراحی شده‌اند، میکروسکوپ‌های نیروی جانبی( (LFMیا میکروسکوپ‌های نیروی اصطکاکی(FFM)  نامیده می‌شوند. دسته‌ای از هاFFMاز توانایی اندازه‌گیری نیروهای جانبی در دو جهت متعامد برخوردارند. تعدادی از تحقیقات، طراحی‌های AFM و FFM را اصلاح کرده و بهبود داده است و این سیستم‌های بهبود داده شده، جهت اندازه‌گیری چسبندگی و اصطکاک و نیروهای پیوندی در سطوح جامد و مایع در مقیاس نانو و میکرو بکار می‌روند.

3. اجزا میکروسکوپ نیروی اتمی

میکروسکوپ نیروی اتمی از اجزاء و قطعات مختلفی تشکیل شده است که مهم‌ترین بخش آن مجموعه “انبرک و نوک” می‌باشد و در واقع قسمت اصلی برای شناخت سطوح به شمار می‌آید. جنس انبرک معمولاً از سیلیسیم و نوک از یک تک اتم (معمولا اتم الماس) تشکیل شده است. برای اینکه میکروسکوپ نیروی اتمی بتواند برجستگی‌ها و فرورفتگی‌ها را در ابعاد نانومتر حس کند، لازم است نوک تیز انبرک ظرافت اتمی داشته باشد. از آنجا که تصاویر مربوط به اندازه‌های اتمی روی یک سطح با چشم غیرمسلح، یا حتی مسلح به قوی‌ترین عدسی‌ها قابل مشاهده نیست، به کمک ابزارهای پیشرفته، حرکات عرضی لمس شده توسط انبرک و نوک ویژه میکروسکوپ را به تصاویر ویدئویی تبدیل می‌‌‌‌کنند، تا امکان مشاهده آرایش اتم‌های سطح، در صفحه رایانه امکانپذیر باشد.

اجزاء کلی میکروسکوپ نیروی اتمی و عملکرد آن‌ها

   نوک و انبرک در AFM

4.  عملکرد

کار میکروسکوپ نیروی اتمی نشان‌دادن ناصافی‌ها و اندازه‌گیری عمق آن‌ها است. ثبت چگونگی قرارگیری و نشان دادن عمق و ارتفاعِ پستی و بلندی‌ها در یک سطح خاص از ماده را “توپوگرافی” می‌نامند. می دانیم که نیروهای بسیار کوچکی بصورت جاذبه و دافعه بین اتم‌های باردار وجود دارند، چنین نیروهایی بین نوک میکروسکوپ و اتم‌های سطح ایجاد می‌گردد. با اندازه‌گیری نیروی بین اتم‌ها در نقاط مختلف سطح، می‌توان محل اتم‌ها روی آن را مشخص کرد. پستی‌ها و بلندی‌ها در هر سه محور طول و عرض و ارتفاع توسط این دستگاه گزارش می‌شود. در نمونه‌های ابتدایی، چون امکان نشان‌دادن بعد ارتفاع در رایانه نبود، این کار با رنگ‌ها انجام می‌شد. به این صورت که رنگ‌های تیره برای عمق‌های کم و رنگ‌های روشن برای عمق‌های زیاد به کار می‌رفتند. اما امروزه با استفاده از نرم‌افزارهای سه‌بعدی دیداری، می‌توان توپوگرافی سطح را در هر سه بعد نشان داد.

5. جارو کردن

کل فرآیند “جاروکردن سطح” به وسیله همان انبرک نوک‌دار صورت می‌گیرد. انبرک به راحتی در پستی و بلندی‌‌‌‌ها بالا و پایین می‌رود و انتهای آن هم به قسمتی متصل است که به جابجایی عرض انبرک بسیار حساس است و این تغییر فاصله‌ها را ثبت کرده و به علائمی تبدیل می‌کند که برای رایانه قابل فهم باشد. علائم گفته شده که “سیگنال” نام دارد، توسط رایانه پردازش می‌‌‌‌شود تا نحوه قرار‌گیری اتم‌ها در کنارهم، بر روی صفحه نمایشگر، نشان داده ‌شود.

انواع روش های جارو کردن:

1.  روش غیرتماسی

این روش بیشتر برای سطوح کثیف و آلوده مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ در این شیوه ابتدا انبرک را با نوسانی دقیق به تحرک در می‌آوریم و آن را روی سطح هدایت می‌کنیم. انبرک خاصیت ارتجاعی و فنری دارد و به راحتی در عرض ، بالا و پایین می‌شود. در این حالت، نیرویی که بین سطح و نوک انبرک وجود دارد، در نوسان انبرک تأثیر می‌گذارد و به این وسیله آرایش اتمی سطح مشخص می‌شود.

2.  روش تماسی

در این روش که برای بیشتر سطوح کارایی دارد، نوک انبرک در فاصله‌ای بسیار بسیار کم از سطح قرار می‌گیرد و به محض رسیدن به پستی یا بلندی، به دلیل جابجایی که در انبرک ایجاد می‌شود، امکان نمایش توپوگرافی برای رایانه فراهم می‌گردد. درواقع نیرویی که بین سطح و نوک انبرک وجود دارد، با نزدیک‌ شدن این دو به هم زیاد شده و با دورشدنشان از هم، کم می‌شود؛ این مسئله باعث مشاهده غیرمستقیم آرایش اتم‌ها می‌گردد.

منابع

edu.nano.ir

nanoclub.ir

برای ثبت سفارش، طبق دستورالعمل زیر اقدام نمایید:

1. پس از ثبت نام در سایت، با اکانت خود در سایت وارد شوید و از طریق بخش خدمات آنالیز، نوع آنالیز خود را انتخاب نمایید.

2. آنالیز انتخابی را به سبد خرید خود اضافه نمایید. (با توجه به آنکه قیمت پیش فرض تعیین شده برای یک نمونه می­ باشد، اگر تعداد نمونه شما بیشتر از یک نمونه است قبل از افزودن به سبد خرید، تعداد را به تعداد مورد نظر ارتقا دهید.)

3. پس از تکمیل فرایند خرید، واریز وجه از طریق درگاه بانکی و دریافت شماره پیگیری، فرم تخصصی سفارش خدمات آنالیز را تکمیل و امضا نمایید، سپس به همراه نمونه خود به آدرس ذیل ارسال کنید. ضمنا خواهشمند است نسخه الکترونیکی این فرم را به صورت فایلWord ، به آدرس @nanoBAZARservice تلگرام نمایید. اگر اصل نمونه خود را پس از انجام آنالیز نیاز ندارید در فرایند خرید گزینه “ارسال الکترونیکی- ویژه‌ی خدمات و آنالیزهای تخصصی” را انتخاب نمایید و اگر نیاز به دریافت نمونه دارید گزینه “هزینه‌ی بازگرداندن نمونه- ویژه‌ی خدمات و آنالیزهای تخصصی” را انتخاب نمایید.

شایان ذکر است به دلیل اینکه فرم تکمیلی شما برای کارشناس دستگاه ارسال می شود کلیه ی توضیحات خود را در قالب همین فرم مطرح بفرمایید و از ارسال پیام و یا تماس تلفنی برای اضافه کردن نکات جدا خودداری نمایید.

«تهران- منطقه 13 پستی صندوق پستی 316-13445 به نام خانم فرهنگ آذر (دقیقا این عبارت در آدرس گیرنده روی پاکت درج شود).»

4. بعد از ارسال نمونه لطفا زمان ارسال را به آیدی @nanoBAZARservice اعلام نمایید.

5. پس از انجام آنالیز مربوطه، نتیجه آنالیز به ایمیلی که در پروفایل ثبت نام شما وجود دارد، ارسال و بنا به درخواست اولیه شما اصل نمونه ارسال و یا امحا می­گردد.

** درخواست‌های خارج از فرم را می‌توانید از طریق شماره‌ “۰۹۳۳۵۰۲۷۸۳۷” و یا ایمیل “Info@nano-bazar.ir” اعلام نمایید.