Modern mikroszk piai m dszerek fel letek vizsg lat ban s a rezg si spektroszk pi ban
Download
1 / 47

MODERN MIKROSZKÓPIAI MÓDSZEREK FELÜLETEK VIZSGÁLATÁBAN ÉS A REZGÉSI SPEKTROSZKÓPIÁBAN - PowerPoint PPT Presentation


  • 49 Views
  • Uploaded on

MODERN MIKROSZKÓPIAI MÓDSZEREK FELÜLETEK VIZSGÁLATÁBAN ÉS A REZGÉSI SPEKTROSZKÓPIÁBAN. A FONTOSABB MÓDSZEREK: Felületi alagút-elektron mikroszkópia (surface tunneling microscopy, STM) Atomerő mikroszkópia (atomic force microscopy, AFM)

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'MODERN MIKROSZKÓPIAI MÓDSZEREK FELÜLETEK VIZSGÁLATÁBAN ÉS A REZGÉSI SPEKTROSZKÓPIÁBAN' - olisa


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
Modern mikroszk piai m dszerek fel letek vizsg lat ban s a rezg si spektroszk pi ban
MODERN MIKROSZKÓPIAI MÓDSZEREKFELÜLETEK VIZSGÁLATÁBAN ÉSA REZGÉSI SPEKTROSZKÓPIÁBAN


  • A FONTOSABB MÓDSZEREK:

  • Felületi alagút-elektron mikroszkópia (surface tunneling microscopy, STM)

  • Atomerő mikroszkópia (atomic force microscopy, AFM)

  • Felületi közeltér optikai mikroszkópia (surface near-field optical microscopy, SNOM)

  • Infravörös spektroszkópiai mikroszkópia

  • Raman spektroszkópiai mikroszkópia


A pásztázó alagútelektron mikroszkóp (STM) működési elve

  • Vékony fém csúcs pásztázza az elektromosan vezető felszínt

  • A csúcs és a felszín közöttialagútáram exponenciálisan függ távolságuktól

  • Elektronikus visszacsatolással a kettő távolságot úgy szabályozzák, hogy az alagútáram állandó legyen

  • Így a minta nagyfelbontású topográfiai képétkapjuk

  • Nagyon jó feltételek mellett (pl. szilárd, jól vezető kristály esetén ), az atomi felbontást is el lehet érni.



Kémiai tulajdonságok összehasonlítása elve

Cu(II)ftalocianin

Co(II)ftalocianin

Mindkettő vékony adszorbeált réteg AU 111 kristálylapon.

A Cu(II) nem vesz részt az alagútáram létrehozásában (lyuk),

a Co(II) részt vesz (színes).

Jól érzékelhető a d pályák viselkedése közötti különbség



Hib elveahelyek rézkristály felületen


STM „szobrászat” elve

48 Fe atomból 71,3 A átmérőjű kör, az STM csúcs mozgatásával, alacsony hőmérsékleten


Atomer mikroszk pia afm
Atomerő mikroszkópia (AFM) elve

Eredmény:Felületi topológiai képek atomi léptékű felbontással.

Működése:

1. A detektor vékony tűszerű csúcs, vékony rugalmas karra erősítve.

2. Akar a csúccsal végigpásztázza a felületet,

3. a csúcs fel-le elmozdul, ezzel a kar elhajlik.

4. A kar hátsó oldalára egy vékony lézersugárfénye esik.

5. A visszavert fény segítségével mérik a kar, és ezzel a csúcs helyzetét.

6. A magasságjelet visszacsatolják, ezzel emelik vagy süllyesztik a csúcsot. A z tengely irányú elmozdulást regisztrálják a vízszintes (x és y irányú) helyzet függvényében.



Kontakt m d
Kontakt mód elve

A minta felszíne és a csúcs távolsága < 10 Å.

A csúcs és a kar Si3N4, a csúcs 5m hosszú, átlagosan 10 nm átmérőjű, 35o-os,

a kar 120 m hosszú, V keresztmetszetű.


Működés nem-kontakt módban elve

F: van der Waals, elektrosztatikus, mágneses és kapilláris erők lépnek fel.

f: a kar rezonancia frekvenciájávalrezeg.

A mintától h távolságra levő csúcs és a felület között

fellépő erő h valamilyen negatív hatványával arányos

(h-n). Ez a frekvencia a fellépő F erő hatására

eltolódik. Az elhangolás arányos a fellépő erővel.


Nem-kontakt mód elve

Df~F~h-n a rezonancia frekvencia eltolódása,

A kar 125mm, f=265kHz

A csúcs 5mm hosszú, kúp 20o,átlag átmérője 10 nm




Proteáz (modell): elve

15nm magas,11nm átmérő, fehérjebontó katalizátor

AFM topografikus kép:

Grafitfelszínen nem-specifikusan adszorbeálva, 400 x 400 nm


Egy protein, a lizozim tetragonális kristálya 110 lapjának nagyfelbontású AFM képe


Pásztázó optikai közeltér mikroszkópia (SNOM) lapjának nagyfelbontású AFM képe

  • Apertúra: optikailag áteresztő, fémmel bevon t csúcs, átm. <100 nm.

  • Közelteret állít elő, ami a távolsággal exponenciálisan csökken, <10 nm-en hat.

  • Ezt a teret a felület perturbálja, eredmény: fényemisszió

  • Detektálás reflexióban vagy transzmisszióban.

  • A felbontást az apertúra és a fényintenzitás határozza meg, lehet 10 nm is.

  • A klasszikus (távoltér) optikai mikroszkópiában a felbontást a diffrakció határozza meg.


Apertúra típusú SNOM, a-SNOM lapjának nagyfelbontású AFM képe

Sima felületek vizsgálatára, különösen víz-levegő határfelületek, így a vízfelületen adszorbeált

molekulák (pl. vízoldható proteinek, liposzómák) vizsgálatára alkalmas.


Szórás-típusú SNOM, s-SNOM lapjának nagyfelbontású AFM képe

Az apertura nélküli rendszerben 1-10 nm felbontás, mint AFM-mel, a topográfia mellé az abszorpciót és a törésmutatót is feltérképezi. A pontszerű fényforrás oldalán fémmel bevont optikai szál, mint az AFM csúcs. Ez 45 kHz-cel ,20 nm amplitudóval rezeg. Intenzitást és fázist mérnek kapcsoló erősítővel.


Topography lapjának nagyfelbontású AFM képe (Shear-Force SFM)

Nano-kolloidok SNOM vizsgálata

Optical response (reflection mode SNOM)


S-SNOM példa lapjának nagyfelbontású AFM képe

Si lapkán Au szigetek és polisztirol szemcse:

AFM topográfia és s-SNOM felvétel


s-SNIM (apertura nélküli) transzmissziós mérés lapjának nagyfelbontású AFM képe

3,4 mm hullámhosszon: Au réteg Si lapkán (4 x 4 mm).

A felbontás kb. l/10


Emberi mucin SNIM vizsgálata lapjának nagyfelbontású AFM képe

Balra: A: CH2/2850;B:amid II/1550;C:CH3/2873;D:cukor/1155;

E:amidA/3280;F:minden /900-1800:G:minden/200-2600cm-1

Középen:eozinnal festett mucin.Jobbra: főkomponens-analízisek


SNIM bemutató lapjának nagyfelbontású AFM képe

10 mm (1000 cm-1) hullámhosszú fénnyel világítják meg a mintát,

a háttérszórást a fény modulációjával küszöbölik ki, és a moduláló

frekvencia felharmonikusain demodulálnak (baloldali ábra).

Polsztirol szemcse polimetilmetakrilátban (jobboldali ábra)


A foszfát eloszlása emberi fogban: SNIM mérés lapjának nagyfelbontású AFM képe


SNIM mérések lapjának nagyfelbontású AFM képe

Polipropilén karbonil szennyezése: A: 1800 cm-1, B: 1600 cm-1


IR lapjának nagyfelbontású AFM képe

mikroszkóp


Minta: lapjának nagyfelbontású AFM képe

autózománc


Gyantába lapjának nagyfelbontású AFM képe

foglalt

IR mikroszkópi

minta


Több egymás feletti réteg mikro-IR színképe lapjának nagyfelbontású AFM képe


Több polimer rétegből álló laminált lemez lapjának nagyfelbontású AFM képe

mikro IR színképe


2000 éves freskódarab rómaikori villából lapjának nagyfelbontású AFM képe

A bekarikázott helyekről készítettek mikro-IR képet


Mikro-Raman spektrométer lapjának nagyfelbontású AFM képe


Raman mikroszkópos rendszer blokkdiagramja lapjának nagyfelbontású AFM képe


Raman mikroszkóp lapjának nagyfelbontású AFM képe


Raman k zelt r cs csok
Raman közeltér csúcsok lapjának nagyfelbontású AFM képe


Polietilén fólia mikro-Raman színképe a mélység függvényében

2876 cm-1

2936 cm-1

2952 cm-1



A sztirol polimerizációjának nyomonkövetése függvényében

(a Z tengely egysége perc)


AFM topográfia függvényében

és

mikro-Raman színkép Si lapka felületéről

(az A-H pontokon)


Mikro cars 1
Mikro függvényében-CARS 1.



Mikro cars sejtoszt d s 29 6x29 6mm 1090cm 1 sejthal l 79 6x79 6mm 2870cm 1
Mikro-CARS: sejtosztódás (29,6x29,6mm,1090cm függvényében-1)sejthalál (79,6x79,6mm, 2870cm-1)




ad