Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Расчёт толщины оболочек.
|
|
Решение этой задачи делится на два этапа: получение изображений методом атомно-силовой микроскопии (АСМ) и обработка полученных изображений.
Атомно-силовая микроскопия — один из видов сканирующей зондовой микроскопии, основанный на ван-дер-ваальсовских взаимодействиях зонда с поверхностью образца. Принцип действия атомного силового микроскопа (АСМ) основан на использовании сил атомных связей, действующих между атомами вещества. На малых расстояниях между двумя атомами действуют силы отталкивания, а на больших – силы притяжения. Совершенно аналогичные силы действуют и между любыми сближающимися телами. В сканирующем атомном силовом микроскопе такими телами служат исследуемая поверхность и скользящее над нею острие. Обычно в приборе в качестве зонда используется игла с площадью острия в один или несколько атомов, закрепленная на кантилевере, который плавно скользит над поверхностью образца. На выступающем конце кантилевера (над шипом) расположена зеркальная площадка, на которую падает и от которой отражается луч лазера. Когда зонд опускается и поднимается на неровностях поверхности, отраженный луч отклоняется, и это отклонение регистрируется фотодетектором, а сила, с которой шип притягивается к близлежащим атомам – пьезодатчиком. Данные фотодетектора и пьезодатчика используются в системе обратной связи, которая может обеспечивать, например, постоянную величину силу взаимодействия между микрозондом и поверхностью образца. В результате, можно строить объёмный рельеф поверхности образца в режиме реального времени. Разрешающая способность данного метода составляет примерно 0, 1-1 нм по горизонтали и 0, 01 нм по вертикали. [9]
Рис. №2. Схема работы атомно-силового микроскопа.[10]
На атомно-силовом микроскопе фирмы NTRGRA. Был получен ряд изображений, в последствие обработанный методом цветового контраста и получены данные результаты. Обсчёт производится по трем точкам, в последствие выводится среднее арифметическое значение. Так же следует учитывать, что полученную величину следует делить пополам, так как АСМ изображение удваивает толщину.
Рис. №3. Атомно-силовое изображение первого образца микрокапсул.
Результаты обработки капсул первого образца.
| Height2 | 78, 5 | 50, 3 | 55, 8 | 60, 65 | |
| Height3 | 56, 7 | 61, 3 | 58, 7 | 61, 175 | |
| Height5 | 76, 9 | 77, 5 | 66, 9 | 60, 8 | 70, 525 |
| Height9 | 60, 5 | 88, 3 | 125, 2 | 59, 3 | 83, 325 |
| Height11 | 50, 6 | 69, 4 | 66, 5 | 95, 5 | 70, 5 |
| Height15 | 60, 1 | 56, 4 | 59, 4 | 71, 475 | |
| Height17 | 60, 7 | 73, 2 | 65, 6 | 98, 8 | 74, 575 |
| Height19 | 60, 8 | 70, 2 | 77, 2 | 110, 9 | 79, 775 |
| Height21 | 56, 3 | 67, 2 | 92, 7 | 64, 1 | 70, 075 |
| Height23 | 81, 4 | 83, 3 | 105, 3 | 56, 3 | 81, 575 |
| Height27 | 89, 4 | 84, 9 | 76, 4 | 76, 9 | 81, 9 |
| Height31 | |||||
| Height37 | 83, 5 | 95, 9 | 87, 1 | ||
| Height39 | 63, 8 | 68, 5 | 83, 9 | 71, 4 | 71, 9 |
| Height41 | 114, 4 | 106, 3 | 96, 5 | 109, 05 | |
| Height45 | 73, 5 | 109, 1 | 82, 1 | 83, 675 | |
| Height47 | 104, 7 | 83, 6 | 99, 325 | ||
| Height49 | 99, 3 | 98, 4 | 95, 3 | 100, 5 | |
| Height51 | 90, 7 | 98, 3 | 100, 8 | 77, 3 | 91, 775 |
Средняя толщина оболочки первого образца равна 40.475 нм.
Рис. №4. Атомно-силовое изображение второго образца микрокапсул.
Результаты обработки капсул второго образца.
| Height3 | 59, 2 | 61, 9 | 60, 55 | ||
| Height9 | 85, 7 | 65, 5 | 78, 7333333 | ||
| Height15 | 91, 3 | 95, 4 | 82, 5 | 88, 05 | |
| Height17 | 82, 3 | 76, 5 | 67, 2 | 75, 5 | |
| Height21 | 94, 2 | 92, 3 | 94, 1 | 92, 15 | |
| Height29 | 90, 75 | ||||
| Height37 | 99, 5 | 93, 5 | 90, 6 | 94, 4 | 94, 5 |
| Height51 | 115, 5 |
Средняя толщина оболочки второго образца равна 44, 983 нм.