NTMDT Ntegra Prima Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ve Taramalı Tünelleme Mikroskobu (STM)
AFM genel görünüm
Cihaz Bilgisi:
Taramalı Uç Mikroskopisi (SPM) adı ile de bilinen sistem farklı cihaz başlıkları ve aksesuarları kullanımı ile Atomik Kuvvet Mikroskobu ve Taramalı Tünelleme Mikroskobu olarak iki farklı analiz yönteminde kullanılabilmektedir.
AFM üniversal başlığı
Atomik Kütle Mikroskobu (AFM)’nun sistemi bir adet kontrol ünitesi, kamera bağlantıları, hizalama ve algılama amaçlı lazer ve fotodiyot, piezoseramik tüplerden oluşan bir tarayıcı ve ölçüm ünitesine takılan manivela (cantilever) ucundaki silikon esaslı tipten oluşmaktadır. Tip adı verilen iğne 10nm’ye kadar sivri uca sahip olduğu için 10nm çözünürlüğe kadar ölçüm yapabilmektedir. AFM’de, manivelanın ucundaki Tip’in yüzeyle etkileşimi sonucu manivelada meydana gelen eğilme-bükülme hareketlerinin Tip’in ucuna hizalanmış lazer ışığının detektöre yansıtılması sayesinde yüzeyin topografisi belirlenir.
AFM ile yapılan çalışmalarda ön hazırlığa ve vakuma gerek duymadan hava ortamında, doğrudan yüzey görüntüleri elde edilebilir. Yalıtkan, yarıiletken veya iletken her türlü tozdan ve yağdan arındırılmış yüzey görüntüsü incelenebilir. AFM ile 2D ve 3D görüntü elde edilir. Üç boyutlu bir simülasyon ile yüzey görüntüsü üzerinde incelemeye olanak sağlamakla birlikte, yüzey pürüzlülüğü parametrelerini rakamsal olarak da verebilmektedir. Elde edilen görüntüler üzerinde kesit analizi yapılabilmektedir. Genellikle 1 mikronluktan başlayarak 100 mikronluğa kadar olan piezo tarayıcılar (scanner) ile maksimum 100 mikron ölçeğinde topografik görüntü alınabilmektedir.
AFM cihazı başlığı ile Kontak Mod, Yanal kuvvet mikroskopisi (Lateral Force Microsopy), Semicontak mod (tapping mode), Elektrik kuvvet mikroskopisi (EFM), Manyetik kuvvet mikroskopisi (MFM), Kelvin prob mikroskopisi (KPM) ve Litografi gibi birçok mod, kullanılan aksesuarlara bağlı olarak yapılabilmektedir.
Kontak Mod: Tipin numunenin yüzeyi ile sürekli temas halinde olduğu ölçümlerdir. Tarama hızlıdır ancak görüntü kalitesi semikontak mod kadar iyi değildir. Yüzeyin yapışkan olması durumunda kullanılamaz. Bu modun temel avantajı, sürtünme kuvvetleri, elektriksel yayılma direnci vb. gibi özellikleri yüksek çözünürlükte görüntüler. Litografi özelliği de bu modda kullanılır.
Semikontak Mod: Tip sürekli bir temas hali yerine salınımlı bir hareket ile aralıklarla yüzeye dokunarak tarama yapar. En çok tercih edilen moddur. Bu mod ayrıca, manyetik ve elektrik alanlarının, elastikiyetinin ve yüzeyin viskozitesi gibi durumlarda yüzey ile etkileşime daha duyarlıdır. Kontak moda göre daha yavaş olmasına karşılık daha net görüntü verir. EFM, MFM, KPM gibi birçok yöntem bu modda kullanılır.
STM üniversal başlığı
Tarama Tünelleme Mikroskobu (STM) başlığı takıldığında silikon esaslı tip yerini Platin-İridyum (PtIr) esaslı ucu sivriltilmiş bir tel alır. AFM’den farkı ise sadece iletken malzemelerde kullanılabilmesi ve A° mertebelerine kadar inerek daha yüksek çözünürlükte görüntü verebilmesidir. Genellikle 1 mikronluk piezo tarayıcı ile 1 mikron ve aşağısı mertebesinde ölçümler alınır.
Merkezimizde kullandığımız cihaz NTMDT marka Ntegra Prima modeli Taramalı Uç Mikroskobu (SPM) olup, 2 mikron mertebesine kadar AFM ve STM ölçümleri yapılabilmektedir.
Cihazın Teknik Özellikleri:
Cihazın Kullanım Alanları:
İncelenebilecek materyaller;
Bu tür materyaller için isteğe bağlı kontak mod veya semikontak mod kullanılarak yüzey morfoloji ve pürüzlülüğü, tribolojik özellikleri, atomik seviyede yüzey kuvvetleri parametreleri belirlenebilir. Yanal kuvvet modu kullanılarak yüzey sürtünme katsayısı hakkında da bilgi edinilebilir.
AFM,
gibi birçok alanda kullanılabilir.
