Файл: 1. Какие объекты являются предметом исследования науки называемой "Нанотехнология".docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 92
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
В СТМ одно из таких тел – это зонд.
При сближении зонда и поверхности объекта на расстояние, примерно, 0.5 нм (когда волновые функции ближайших друг к другу атомов начинают перекрываться) и при приложении разности потенциалов≈0,1÷1 В между зондом и объектом начинает течь т.н. туннельный ток.
67. Что обеспечивает высокую разрешающую способность по высоте исследуемого объекта в СТМ?
Высокое разрешение СТМ по нормали к поверхности объекта порядка 0.01 нм. Определяется крутой экспоненциальной зависимостью туннельного тока от расстояния между объектом и зондом.
68. Что обеспечивает высокую разрешающую способность в плоскости XY в СТМ?
В плоскости XY высокое разрешение обеспечивается диаметром пучка электронов туннельного тока, который, в свою очередь, зависит от степени заточки иглы зонда. При многократном прохождении зонда с шагом≈0.02 нм разрешение в плоскости XY может достигать 0.03 нм.
69. Почему для работы СТМ не требуется вакуум?
Т.к. расстояние между зондом и исследуемой поверхностью в процессе измерения составляет не более 0.3÷1 нм, то можно утверждать, что процесс измерения, фактически, изменяется в вакууме. В воздухе – 20 нм. Фактически, окружающая среда оказывает влияние за счет адсорбированных на поверхности молекул.
70. Каковы технические характеристики современных СТМ?
1) Разрешение по нормали к исследуемой поверхности объекта
2) Разрешение в плоскости XY, т.е. в плоскости поверхности объекта
3) Максимальный размер поля сканирования 1x1 мкм.
4) Максимальное перемещение зонда по OZ (в процессе измерения) почти не превышает 1 мкм.
71. Каков принцип работы АСМ?
Принцип работы основан на принципе отталкивания и притяжения 2-х атомов, один из которых находится на острие зонда, а второй – на поверхности исследуемого объекта.
72. В чем заключаются основные проблемы АСМ и в чем его недостатки?
Основные проблемы: 1) качественная заточка зонда 2) обеспечение механической, тепловой и вибрационной стабильности на уровне лучше 0,1 ангстрема 3) создание детектора, способного надежно фиксировать столь малые перемещения 4) создание системы развертки с шагом в доли ангстрема 5) обеспечение плавного сближения иглы кантилевера с поверхностью.
Недостатки: 1) небольшой размер поля сканирования 2) жесткие требования к размеру перепадов высот 3) жесткие требования к геометрии зонда 4) искажение, вносимое в процесс измерения тепловым дрейфом из-за низкой скорости развертки
73. Что такое нанотехнологическая зондовая машина?
Устройство для перемещения отдельных атомов
74. Чем нанотехнологическая зондовая машина отличается от СТМ?
Наличие устройства атомарной подачи газа в зону работы зонда отличает НЗМ от СТМ
75. Каковы реальные достижения нанотехнологий в настоящее время?
1) Нанометровый контроль поверхности востребован в производстве таких вещей, как контактные линзы, создание наноэлектронных приборов.
2) Сканирующая зондовая микроскопия по точности не имеет себе равных в настоящее время. С её помощью можно находить и перемещать отдельные атомы и создавать группы атомов. Однако такие конструкции не подходят для массового использования.
3) Самым перспективным материалом, с точки зрения нанотехнологий, является углерод С, обладающий уникальным химическими свойствами:
4) Позволяет создавать молекулы с неограниченным числом атомов.
5) Он обладает изоморфностью кристаллической решетки, т.е. различными типами кристаллической решетки.