Bài thuyết trình Vật lý ứng dụng: Kính hiển vi lực nguyên tử AFM (Atomic Force Microscope)

Bài thuyết trình Vật lý ứng dụng: Kính hiển vi lực nguyên tử AFM (Atomic Force Microscope) nêu lên lịch sử phát triển, chức năng của máy AFM, cấu tạo của AFM, nguyên lý của AFM, phân tích phổ của AFM, ưu - nhược điểm của AFM.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài thuyết trình Vật lý ứng dụng: Kính hiển vi lực nguyên tử AFM (Atomic Force Microscope) TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÍ BỘ MÔN VẬT LÍ ỨNG DỤNG KÍNH HIỂN VI LỰC NGUYÊN TỬ AFM (ATOMIC FORCE MICROSCOPE) Những người thực hiện: HOÀNG VĂN ANH VÕ THỊ NGỌC THUỶ LÊ NGUYỄN BẢO THƯ KÍNH HIỂN VI LỰC NGUYÊN TỬ (AFM) ( Atomic Force Microscope) 1. Lịch sử phát triển • Được sáng chế bởi Gerd Binnig và Christoph Gerber vào năm 1986. • Loại kính này được phát triển từ một loại kính hiển vi tunen cũng do hai ông chế tạo vào năm 1982. • Kính có độ phân giải ở cấp độ nanômét • Thuộc nhóm kính hiển vi quét đầu dò hoạt động trên nguyên tắc quét đầu dò trên bề mặt. The inventors Ảnh chụp chiếc AFM đầu tiên lưu giữ tại bảo tàng khoa học Luân Đôn 2/ Chức năng của máy AFM Là một thiết bị quan sát cấu trúc vi mô bề mặt của vật rắn dựa trên nguyên tắc xác định lực tương tác nguyên tử giữa một đầu mũi dò nhọn với bề mặt của mẫu, có thể quan sát ở độ phân giải nanômet. 3. Cấu tạo của AFM Gồm có 6 bộ phận chính • Một mũi nhọn. Cần quét ( cantilever). • Nguồn Laser. • Phản xạ gương (miroir ). • Hai nữa tấm pin quang điện (photodiod) • Bộ quét áp điện 3.1.Mũi nhọn: • Được làm bằng silic nitrit(Si3N4), kích thước khoảng một nguyên tử. 3. 2.Cantilever(cần quét): Nó cũng được cấu tạo từ Si3N4 3. 3.Nguồn laser 3. 4.Miroir( phản xạ phương) 3. 5.Hai nửa tấm pin quang điện (photodiode) 3. 6.Bộ quét áp điện: 4. Nguyên lý của AFM • Khi mũi nhọn quét gần bề mặt mẫu sẽ xuất hiện lực VandeWalt giữa các nguyên tử làm rung thanh rung. • Dao động của thanh rung do lực tương tác được ghi lại nhờ một tia laser chiếu qua bề mặt của thanh rung. • Dao động của thanh rung làm thay đổi góc lệch của tia laser và được detector ghi lại. => Việc ghi lại lực tương tác trong quá trình thanh rung quét trên bề mặt sẽ cho hình ảnh cấu trúc bề mặt của mẫu vật Chiếu chùm tia laze vào mặt phản xạ của cần quét Chiếu chùm tia laser vào mặt phản xạ của cần quét(tiếp theo) Khi đầu dò quét lên bề mặt mẫu,do sự mấp mô của bề mặt mẫu đầu dò sẽ rung lên theo phương thẳng đứng, chùm tia laze phản xạ trên cần quét sẽ bị xê dịch. ( tiếp theo ) Khi đầu dò đưa lại gần bề mặt mẫu thì xuất hiện những lực giữa đẫu dò và bề mặt mẫu. Sơ đồ giải thích cơ chế làm việc của kính hiển vi lực nguyên tử