Какими обязательными свойствами должен обладать кантилевер
Вопрос 1 Какой метод не относится к основным методам получения углеродных нанотрубок и нановолокон?
Вопрос 2 Образование супермолекулы в супрамолекулярной химии можно описать как:
Вопрос 3 Какими обязательными свойствами должен обладать кантилевер?
Вопрос 4 Какой из микроскопов изобретён позже остальных?
Вопрос 5 Где был изобретён сканирующий силовой микроскоп?
Вопрос 6 Кто ввел в научную литературу термин наноматериалы?
Вопрос 7 Почему рибосому называют молекулярным ассемблером?
Вопрос 8 Если поместить тонкий слой полупроводника с широкой запрещённой зоной между двумя полупроводниками с узкой запрещённой зоной то получится:
Вопрос 9 Как называется самая высокая энергетическая зона в энергетическом спектре полупроводников?
Вопрос 10 Что такое везикулы?
Вопрос 11 Какая величина не входит в уравнение Гиббса-Томсона?
Вопрос 12 Что такое молекулярный ассемблер?
Вопрос 13 Кто впервые выдвинул идею о развитии нанотехнологии в современной формулировке?
Вопрос 14 Как называется знаменитая книга Э. Дрекслера, посвящённая нанотехнологии?
Вопрос 15 Какое свойство характерно для микроэмульсии?
Вопрос 16 Какая из наноструктур является термодинамически неустойчивой?
Вопрос 17 Что означает уравнение Гиббса-Томсона?
Вопрос 18 В каком микроскопе используется кантилевер?
Вопрос 19 Работа сканирующего тунельного микроскопа основана на:
Вопрос 20 Что не может являться супрамолекулярным ансамблем?
Вопрос 21 Обращаются ли в нуль волновые функции на границе квантовой ямы
Вопрос 22 Помещая тонкий слой полупроводника с узкой запрещённой зоной между двумя слоями материала с более широкой запрещённой зоной, получают:
Вопрос 23 Почему квантовые точки называют искусственными атомами?
Вопрос 24 Что такое фуллерен?
Вопрос 25 Что такое кантилевер?
Вопрос 26 Как величина туннельного тока при работе туннельного микроскопа зависит от расстояния между острием иглы и исследуемым образцом?
Вопрос 27 По номенклатуре ИЮПАК фуллерен С70 обозначается символом (С70-I5h)[5,6]. Что означают цифры в квадратных скобках?
Вопрос 28 Соединения фуллеренов, в которых присоединённые атомы, ионы или молекулы находятся снаружи углеродной оболочки, называются:
Вопрос 29 Какие наноструктуры обнаружены в шунгитовых породах?
Вопрос 30 В каком году Н. Фейнман выдвинул идею о развитии нанотехнологии?
Вопрос 31 Как меняется вклад межфазной области в общие свойства объекта при уменьшении его размера?
Вопрос 32 Чем известен Э. Дрекслер?
Вопрос 33 Что означает относящийся к созданию нанообъектов термин “Bottom up”?
Вопрос 34 Что такое квантовая точка?
Вопрос 35 Что такое нанотрубки?
Вопрос 36 Кто из известных исследователей не является лауреатом Нобелевской премии?
Вопрос 37 Какое из высказываний соответствует определению нанотехнологии, данному в Национальной нанотехнологической инициативе США?
Вопрос 39 Как называлась речь Р. Фейнмана о развитии нанотехнологии?
Вопрос 40 В каких устройствах применятся магнитная жидкость?
Вопрос 41 Что означает относящийся к созданию нанообъектов термин “Top down”?
Вопрос 42 Какой из Российских вузов впервые произвёл набор студентов на специальность “наноматериалы” для инженеров?
Вопрос 43 Что такое размерный эффект в технологии наноматериалов?
Вопрос 44 Что такое липосомы?
Вопрос 45 Что такое магнитная жидкость?
Вопрос 46 Какое название для нанопорошков и наноматериалов использовалось в СССР начиная с 50-х годов?
Вопрос 47 Что означает термин “нано”?
Вопрос 48 Почему квантовые точки называют искусственными атомами?
Вопрос 49 Укажите правильную последовательность видов литографии в зависимости от уменьшения размера получаемых элементов интегральных схем (ИМС)
Вопрос 50 Что такое прекурсор?
Большое спасибо! Мы уверены что Вам понравилось.
Ваша оценка: неудовлетворительно
Ваша оценка: удовлетворительно
Ваша оценка: хорошо
Ваша оценка: отлично
Счетчик ответов
Очень хорошо!
Неверно!
Источник
Г.А.Киселев
Студент 3
–го курса физического факультета Московского государственного университета им.
М. В. Ломоносова.
Данная статья представляет собой краткий обзор
методов сканирующей зондовой микроскопии и знакомит читателя с различными
видами кантилеверов и их свойствами.
Важнейшей
составляющей AСM (Атомно-силового
микроскопа) являются сканирующие зонды – кантилеверы, свойства микроскопа
напрямую зависят от свойств кантилевера.
Кантилевер
представляет собой гибкую балку(175х40х4 мкм – усредненные данные) с
определенным коэффициентом жесткости k (10-3 – 10 Н/м), на конце которой находится
микро игла (рис 1). Диапазон изменения радиуса закругления R наконечника иглы с развитием AFM изменялся от 100 до 5 нм. Очевидно, что с уменьшением R микроскоп позволяет
получать изображения с более высоким разрешением. Угол при вершине иглы a
– также немаловажная характеристика зонда, от которой зависит качество
изображения. a
в различных кантилеверах меняется от 200 до700, не трудно
предположить, что чем меньше a, тем выше качество получаемого изображения.
Рис 1.
Изображение кантилевера NCS16,
полученное в лаборатории МГУ физического факультета.
Качество и
достоверность изображений зависят от физических и химических свойств зонда. Как
правило, зонды изготавливаются из Si, SiO2
иSi3N4, также
существуют зонды с различными химическими покрытиями, о цели которых будет
сказано ниже. Например, при сканировании в кантилевере могут возникнуть
собственные механические колебания из-за возвратно-поступательных движений
относительно образца. Для того чтобы этого избежать, необходимо повысить
частоту собственных колебаний зонда w0. Это, в
свою очередь, достигается посредством уменьшения эффективной массы зонда meff и
увеличения коэффициента жесткости системы k. Резонансная частота w0
определяется формулой:
,
поэтому
для повышения w0
длина кантилевера (от которой зависит коэффициент жесткости) составляет порядка
нескольких микрон, а масса не превосходит 10-10 кг. Резонансные частоты
различных кантилеверов колеблются от 8 до 420 kГц.
Метод
сканирования при помощи AFM
следующий (рис 2): игла зонда находится над поверхностью образца, при
этом зонд относительно образца совершает движения, подобно лучу в
электроннолучевой трубке телевизора (построчное сканирование). Лазерный луч,
направленный на поверхность зонда (которая изгибается в соответствии с
ландшафтом образца), отразившись, попадает на фотоприемник, фиксирующий
отклонения луча. При этом отклонение иглы при сканировании вызвано межатомным
взаимодействием поверхности образца с ее наконечником. При помощи компьютерной
обработки сигналов фотоприемника удается получать трехмерные изображения
поверхности исследуемого образца.
Рис 2. Схема общего
принципа работы атомно-силового микроскопа.
1 – кантилевер с иглой, 2 –
лазер, 3 – пьезоманипулятор точных перемещений, 4 – четырехсекционный фотодиод,
5 – острие, зондирующее образец.
Существуют
контактный режим сканирования, когда игла зонда касается поверхности образца,
прерывистый – зонд при сканировании периодически касается поверхности образца и
бесконтактный, когда зонд находится в нескольких нанометрах от сканируемой
поверхности (последний режим сканирования редко используется, т. к. силы
взаимодействия зонда с образцом практически трудно зафиксировать).
Немаловажным свойством AСM является чувствительность, которая
напрямую зависит от резонансных характеристик зонда. Особенно при прерывистом
режиме сканирования необходимо учитывать такую характеристику зонда, как
добротность Q.
Для одного и того же кантилевера добротность может быть разной, многое зависит
от среды, в которой осуществляется сканирование. Например, в вакууме Q порядка104,
на воздухе – 500 и в жидкости около 30.
При
сканировании некоторых образцов возникают побочные силы – силы трения, в
результате чего возникает деформация кручения балочной части зонда, это сильно
влияет на ход отраженного лазерного луча. Избежать трудности можно изменением
жесткости системы относительно скручивающих деформаций, например, вместо палочной
балки создать балку треугольной формы (рис 3).
Рис 3. а) визуализация процесса деформации кручения при
наличии сил трения, б) предложенный вариант балки треугольной конструкции.
Для получения
магнитного профиля образца используются иглы со специальным напылением тонких
пленок ферромагнитных материалов (Fe, Ni, Co, CoPtCr). Для получения электрических
свойств поверхности используют зонды из низкоомного кремния или на зонд
напыляют слой металла (Pt,
Au, Ti) толщиной порядка 10нм, использование
таких зондов вызывает некоторые трудности, так как после нескольких сеансов
сканирования напыленный слой разрушается, к тому же при напылении происходит
заметное увеличение радиуса острия иглы R. Этого пытаются избежать, используя также алмазные иглы с
внедренными в них ионами В+ и Р+.
Рассмотренные
затруднения возникающие при работе с AСM
зондами этим обзором не исчерпываются , здесь упомянуты лишь наиболее часто
встречающиеся из них.
Источник
| Ключевые слова: Автор(ы): Опубликовал(а): 06 июня 2007 Сильные и могущественные не имеют того Кантилевер (cantilever) – консоль, кронштейн, одна из основных частей сканирующего зондового микроскопа. Представьте себе трамплин для прыжков в воду, но не для обычных людей, таких как мы с вами, а для малюсеньких микрочеловечков, ноги которых в 10 раз тоньше человеческого волоса – именно так выглядит кантилевер. С одной стороны, кантилевер – это всего лишь крошечная балка; толщина которой составляет от 0.1 до 5 мкм, ширина – от 10 до 40 мкм, а длина – от 100 до 200 мкм. С другой стороны, кантилевер является незаменимым помощником нанотехнолога. С его помощью ученые могут «ощупать» поверхность и лежащие на ней отдельные молекулы, перемещать их, производить химические опыты со столь малыми количествами веществ, которые нельзя взвесить даже на самых точных лабораторных весах. От длины, ширины, толщины, а также природы материала, из которого сделан кантилевер, зависит его жесткость. Чем кантилевер длиннее и тоньше – тем легче он гнется. Можно сделать такой мягкий кантилевер, что с его помощью возможно будет надавить на поверхность с силой в одну миллиардную долю ньютона. Это в тысячу раз меньше, чем сила, с которой пылинка давит на стол, на котором она лежит! Такие маленькие силы нужны для сканирования поверхности, чтобы, например, можно было отличить лежащие на ней отдельные молекулы. На кончике кантилевера обычно расположена микроскопическая и очень острая иголка. Если бы кантилевер не мог хорошо гнуться, то при подводе его к поверхности с помощью системы нанопозиционирования, игла просто повредила бы поверхность, воткнувшись в нее. Но кантилевер всегда подбирают настолько мягким, чтобы при подводе к поверхности он мог изогнуться, а поверхность оставалась бы в целости и сохранности. В какой-то степени кантилевер похож по своим функциям на инструмент лозоходца – расщепленную лозу, которая то ли воду под землей чувствует, то ли настроение ее обладателя, однако величина отколонения (или частота колебаний в особом режиме работы) кантилевера связаны с вполне физическими явлениями – взаимодействием с атомами или молекулами на поверхности исследуемого образца. Кантилеверы также применяются для модификации поверхности. Используя жесткие кантилеверы (и алмазные иглы) можно делать гравировку и проводить «наночеканку» – выдавливать на поверхности крошечные рисунки (наноинденторы). Производство кантилеверов основано на использовании двух материалах – кремния и нитрида кремния. Острия для «атомно-силовой микроскопии» (АСМ) также изготавливают из кремния, нитрида кремния или алмаза, а также используют покрытия TiN, W2C, Pt, Au, или магнитных материалов Fe-Ni/Cr, Co/Cr, CoSm/Cr. Чтобы сделать столь маленькие детали, используют процессы литографии, химического и физического травления. Для улучшения светоотражающих свойств обратную сторону зонда АСМ обычно покрывают алюминием или золотом с помощью термического напыления в вакууме. Кроме того, покрытие кантилевера пьезоэлектрической керамикой на основе цирконата-титаната свинца (Pb[ZrxTi1-x]O3, ЦТС или PZT) позволяет управлять движением кантилевера, прикладывая к контактам разность потенциалов или непосредственно считывать частоту его свободных колебаний. Такие устройства находят сегодня широкое применение для разработки и создания «наноэлектромеханических систем», «систем нанопозиционирования», «наноактюаторов», «наносенсоров», «нановесов» и т.д. Геометрия кантилевера определяет важные механические свойства (в первую очередь жесткость и резонансную частоту), и варьируется в широких пределах. Ниже приведена формула, определяющая константу жесткости k: k = Ewt3/(4L3), где E – модуль Юнга материала кантилевера, w – ширина, t – толщина, а L – длина прямоугольного кантилевера. Кроме обычных прямоугольных кантилеверов, похожих на трамплин для прыжков воду, делают, например, V-образные кантилеверы, которые легко гнуться в перпендикулярном своей плоскости направлении, но практически не перекручиваются. Литература Миронов В.Л.. Основы сканирующей зондовой микроскопии. 2004. Мир. Средний балл: 8.4 (голосов 11) Комментарии Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь |
Галерея |
Локальное анодное окисление Ti |
Новости |
National Student Team Contest – Универсиада Просто о сложном – Универсиада Универсиада |
Публикации |
Спинтроника и iPod ДНК правит компьютером Будущее техники отразилось в идеальном нанозеркале |
Библиотека |
Журнал “НБИКС-Наука.Технологии” № 10 Журнал “НБИКС-Наука.Технологии” № 8 Журнал “НБИКС-Наука.Технологии” № 9 |
Опросы |
Технопредпринимательство в эпоху COVID-19 Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID – 19. Технонано Технопредпринимательство – идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы – важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть. Технопредпринимательство на марше Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов! |
Источник
Вопрос 1 Повышение давления приводит к уплотнению структуры кристалла. (При уменьшении размера частиц увеличивается удельная поверхность и, следовательно, доля энергии, необходимая для изменения кристаллической решетки)
Вопрос 2 Какая величина не входит в уравнение Гиббса-Томсона?
Вопрос 3 Изотермическая перегонка в наноматериалах?
Вопрос 5 Какой закон отражает нижеприведенный график?
Вопрос 6 Степень гибридизации в молекуле C60
Вопрос 7 Фуллереновая сетка или нанотрубка удовлетворяет теореме Эйлера, которая связывает число вершин углов – v (здесь атомы углерода), число граней, ребер – e (ковалентные связи) и f – число ячеек, плоскостей
Вопрос 9 Как называется самая высокая энергетическая зона в энергетическом спектре полупроводников?
Вопрос 10 Какой типичный размер капель микроэмульсии?
Вопрос 11 Радиус молекулы С60 равен
Вопрос 12 Сравните латеральную диффузию в бислое и переход флип-флоп. Латеральная диффузия по сравнению с переходом флип-флоп протекает
Вопрос 13 Какой из рисунков не относится к способу Ленгмюра-Блоджетт?
Вопрос 14 На рисунке представлена зависимость прочности современных конструкционных материалов от их ударной вязкости или пластичности. Где будут находиться точки, соответствующие наноматериалам?
Вопрос 15 По номенклатуре ИЮПАК фуллерен C70 обозначается символом (C70-I5h)[5,6]. Что означают цифры в квадратных скобках?
Вопрос 16 Какой из фуллеренов является наиболее устойчивым?
Вопрос 17 Слой атомов углерода, соединённых посредством sp2 связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку?
Вопрос 18 Какой из указанных вариантов транспорта через мембрану называется симпорт
Вопрос 19 Какой биологический объект имеет длину больше 100 нм?
Вопрос 20 Откуда берется энергия для движения наномашины, изображенной на рисунке
Вопрос 21 Как различаются размерности кластеров при кластер-кластерной агрегации и при механизме Виттена – Сандера?
Вопрос 22 Что способствует фрактальному механизму роста кластера близость протекания процесса к равновесным условиям или значительная удаленность от равновесия?
Вопрос 23 Какой метод получения наноструктурированного материала схематически изображен на рисунке?
Вопрос 24 Что такое фуллерен?
Вопрос 25 Как связана величина проводимости нанотрубки с ее длиной и толщиной:
Вопрос 26 Механизм Странски — Крастанова…
Вопрос 28 Соединения фуллеренов, в которых присоединённые атомы, ионы или молекулы находятся снаружи углеродной оболочки, называются:
Вопрос 28 Размерность фрактала определяется из зависимости: где N – количество частиц в агрегате, a – радиус исходных частиц, Rg – радиус вращения (гирации) агрегата, kf – коэффициент. Как называется величина Df ?
Вопрос 29 Как изменяются амплитуда и частота колебаний атомов на поверхности кластера, по сравнению с атомами в объеме?
Вопрос 30 Сколько атомов палладия содержит гигантский кластер палладия?
Вопрос 31 Какой физико-химический процесс получения материалов показан на рисунке?
Вопрос 32 Почему рибосому можно назвать молекулярным ассемблером?
Вопрос 33 Плотность фуллерита С60 при нормальных условиях:
Вопрос 34 Какое свойство характерно для микроэмульсии (МЭ)?,
Вопрос 35 По номенклатуре Международного союза по чистой и прикладной химии (1972 г.) микропористыми считаются материалы с размером пор?
Вопрос 36 Какая из наноструктур является термодинамически неустойчивой?
Вопрос 37 Кто впервые сформулировал концепцию наноматериалов и ввел в научную литературу термин наноматериалы – сначала как нанокристаллические материалы, потом наноструктурные, нанофазные, нанокомпозитные и т.д.?
Вопрос 38 Почему квантовые точки называют искусственными атомами?
Вопрос 39 Энергия активации зернограничной диффузии в сравнении с диффузией в объеме:
Вопрос 40 Что такое прекурсор?
Вопрос 41 Метод Г.Глейтера:
Вопрос 42 Уравнение: ln(Pd/Ps) = 2σVM/rRT
Вопрос 43 Чем липосомы отличаются от везикул?
Вопрос 44 Что правильно?
фуллериты, в отличие от алмаза, графита и сажи, слегка растворимы в неполярных растворителях
графит, в отличие от фуллерита, алмаза, сажи, слегка растворим в неполярных растворителях
сажа, в отличие от фуллерита, алмаза, и графита, слегка растворима в неполярных растворителях
алмаз, в отличие от фуллерита, графита и сажи, слегка растворим в неполярных растворителях
Вопрос 45 Как можно назвать соединение С60Н60
Вопрос 46 Как влияет высокоэнергетическое измельчение на структуру и свойства магнитных порошков? Оно приводит к:
Вопрос 47 Какое свойство сильно отличается у нанопузырей в объеме воды и на гидрофобной поверхности в воде?
Вопрос 1 Какой метод не относится к основным методам получения углеродных нанотрубок и нановолокон?
Вопрос 2 Образование супермолекулы в супрамолекулярной химии можно описать как:
Вопрос 50 50. Изгиб цилиндрической поверхности нанотрубки:
Вопрос 51 Какими обязательными свойствами должен обладать кантилевер?
Вопрос 52 Какой из микроскопов изобретён позже остальных?
Вопрос 53 Где был изобретён сканирующий силовой микроскоп?
Вопрос 54 Если поместить тонкий слой полупроводника с широкой запрещённой зоной между двумя полупроводниками с узкой запрещённой зоной то получится:
Вопрос 55 Что такое везикулы?
Вопрос 56 Что такое молекулярный ассемблер?
Вопрос 57 Кто впервые выдвинул идею о развитии нанотехнологии в современной формулировке?
Вопрос 58 Как называется знаменитая книга Э. Дрекслера, посвящённая нанотехнологии?
Вопрос 59 Что означает уравнение Гиббса-Томсона?
Вопрос 60 В каком микроскопе используется кантилевер?
Вопрос 61 Что не может являться супрамолекулярным ансамблем?
Вопрос 62 Обращаются ли в нуль волновые функции на границе квантовой ямы
Вопрос 63 Помещая тонкий слой полупроводника с узкой запрещённой зоной между двумя слоями материала с более широкой запрещённой зоной, получают:
Вопрос 64 Что такое кантилевер?
Вопрос 65 Как величина туннельного тока при работе туннельного микроскопа зависит от расстояния между острием иглы и исследуемым образцом?
Вопрос 66 Какие наноструктуры обнаружены в шунгитовых породах?
Вопрос 67 В каком году Н. Фейнман выдвинул идею о развитии нанотехнологии?
Вопрос 68 Как меняется вклад межфазной области в общие свойства объекта при уменьшении его размера?
Вопрос 69 Чем известен Э. Дрекслер?
Вопрос 70 Что означает относящийся к созданию нанообъектов термин “Bottom up”?
Вопрос 71 Что такое квантовая точка?
Вопрос 72 Что такое нанотрубки?
Вопрос 73 Кто из известных исследователей не является лауреатом Нобелевской премии?
Вопрос 74 Какое из высказываний соответствует определению нанотехнологии, данному в Национальной нанотехнологической инициативе США?
Вопрос 76 Как называлась речь Р. Фейнмана о развитии нанотехнологии?
Вопрос 77 В каких устройствах применятся магнитная жидкость?
Вопрос 78 Что означает относящийся к созданию нанообъектов термин “Top down”?
Вопрос 79 Какой из Российских вузов впервые произвёл набор студентов на специальность “наноматериалы” для инженеров?
Вопрос 80 Что такое размерный эффект в технологии наноматериалов?
Вопрос 81 Что такое липосомы?
Вопрос 82 Что такое магнитная жидкость?
Вопрос 83 Какое название для нанопорошков и наноматериалов использовалось в СССР начиная с 520-х годов?
Вопрос 84 Что означает термин “нано”?
Вопрос 85 Работа сканирующего тунельного микроскопа основана на:
Большое спасибо! Мы уверены что Вам понравилось.
Ваша оценка: неудовлетворительно
Ваша оценка: удовлетворительно
Ваша оценка: хорошо
Счетчик ответов
Очень хорошо!
Неверно!
Источник