Зондовые сканирующие рабочие станции в Нижнем Новгороде

Зондовые сканирующие микроскопы (СЗМ) – научные приборы, предназначенные для детального изучения строения поверхности различных объектов. С их помощью можно создавать цифровую 3D-картину микроструктуры исследуемого образца с высочайшим разрешением.

Красные кровяные клетки

Органический монокристалл

Кобальт на сапфире

Процесс сканирования происходит за счет использования специального микрозонда. Он представляет собой иглу, смещающуюся близко к поверхности изучаемого объекта. Она взаимодействует с атомами посредством различных сил, вызывающих отклонение положения иглы. Эти отклонения регистрируются специальными датчиками. Затем полученная информация обрабатывается при помощи компьютерной программы и создается детальное изображение.

Наноструктурированный моносубстрат

Многостенные углеродные нанотрубки

Поликапролактон

Перемещение иглы происходит за счет работы пьезоэлектрических двигателей. Их применение обеспечивает высочайшую прецизионную точность, вплоть до единиц и даже долей нанометров. Картинка формируется в виде растра, с полной регистрацией координат, по которым изменялось положение иглы.

Принцип действия

Работа СЗМ основана на явлениях взаимодействия микрозонда с атомами исследуемого образца. Перемещаться она может как по двум, так и по трем координатам. Важно учитывать, что сближение с поверхностью объекта должно быть плавным, для этого необходима механическая стабильность не более 0,1 Ангстрема. За счет этого создаются оптимальные условия для регистрации воздействия разнообразных физических сил на зонд.

Регистрация воздействующих на иглу сил происходит за счет использования сверхчувствительных датчиков. Они позволяют фиксировать распределение магнитных полей по поверхности, выявлять степень адгезивности всех точек контакта, выстраивать карту электрических (вольт-амперных) характеристик. Прибор способен регистрировать все эти показатели, их объединение и обработка на специальных программах 3D-моделирования и позволяет изучать поатомно структуру вещества.