የካሪሊያን ግዛት ፔዳጎጂካል ዩኒቨርሲቲ

የአጉሊ መነጽር ቅኝት

የተጠናቀቀው በ: Barbara O.

554 ግራ. (2007)

የቃኝ ምርመራ ማይክሮስኮፕ (SPM), አወቃቀሩ እና የአሠራር መርህ

የአጉሊ መነጽር ቅኝት (SPM)- ከፍተኛ የቦታ ጥራት ያለው የጠንካራ ወለል ሞርፎሎጂ እና አካባቢያዊ ባህሪያትን ለማጥናት ኃይለኛ ከሆኑ ዘመናዊ ዘዴዎች አንዱ

የዘመናዊ ቅኝት ማይክሮስኮፖች ዓይነቶች እና አፕሊኬሽኖች ቢኖሩም, አሠራራቸው በተመሳሳይ መርሆች ላይ የተመሰረተ ነው, እና ዲዛይናቸው አንዳቸው ከሌላው ትንሽ ይለያያሉ. በስእል. ምስል 1 አጠቃላይ የስካኒንግ ፍተሻ ማይክሮስኮፕ (SPM) ያሳያል።

ምስል 1 አጠቃላይ የፍተሻ ምርመራ ማይክሮስኮፕ (SPM) ንድፍ።

የአሠራሩ መርህ እንደሚከተለው ነው. ሻካራ የአቀማመጥ ስርዓትን በመጠቀም የመለኪያ ፍተሻው ወደ ለሙከራ ናሙናው ገጽ ላይ ይቀርባል. ናሙናው እና መመርመሪያው በመቶዎች ከሚቆጠሩ ኤምኤም ባነሰ ርቀት ላይ ሲቃረብ, ፍተሻው ከተተነተነው ወለል ላይ ከሚገኙት የወለል መዋቅሮች ጋር መስተጋብር ይጀምራል. መመርመሪያው የናሙናውን ወለል በመቃኛ መሳሪያ በመጠቀም ይንቀሳቀሳል። ብዙውን ጊዜ ከፓይዞሴራሚክስ የተሠራ ቱቦ ነው, በላዩ ላይ ሶስት ጥንድ የተለዩ ኤሌክትሮዶች ይተገብራሉ. በፓይዞቱብ ላይ በተተገበረው የቮልቴጅ Ux እና Uy ተፅእኖ ስር በመጠምዘዝ በ X እና Y ዘንጎች ላይ ካለው ናሙና ጋር አንጻራዊ እንቅስቃሴን ያረጋግጣል ። በቮልቴጅ Uz ተጽዕኖ ስር ተጨምቆ ወይም ተዘርግቷል ፣ ይህም እንዲያደርጉ ያስችልዎታል የመርፌ-ናሙና ርቀትን ይቀይሩ.

በክሪስታል ውስጥ ያለው የፓይዞኤሌክትሪክ ውጤት በ1880 በወንድማማቾች ፒ. እና ጄ.ኩሪ የተገኘ ሲሆን በሜካኒካዊ ጭንቀት ከኳርትዝ ክሪስታል በተወሰነ አቅጣጫ በተቆራረጡ ሳህኖች ላይ የኤሌክትሮስታቲክ ክፍያዎች ሲታዩ ተመልክተዋል። እነዚህ ክፍያዎች ከሜካኒካዊ ጭንቀት ጋር ተመጣጣኝ ናቸው, ከእሱ ጋር ምልክት ይቀይሩ እና ሲወገዱ ይጠፋሉ.

በዲኤሌክትሪክ ወለል ላይ የኤሌክትሮስታቲክ ክፍያዎች መፈጠር እና በውስጡም ለሜካኒካዊ ጭንቀት መጋለጥ ምክንያት የኤሌክትሪክ ፖላራይዜሽን መከሰት ቀጥተኛ የፓይዞኤሌክትሪክ ውጤት ይባላል።

ከቀጥታ ጋር ፣ በተገላቢጦሽ የፓይዞኤሌክትሪክ ተፅእኖ አለ ፣ እሱም በኤሌክትሪክ መስክ ተጽዕኖ ስር ከፓይዞኤሌክትሪክ ክሪስታል በተቆረጠ ሳህን ውስጥ የሜካኒካዊ መበላሸት ይከሰታል ። ከዚህም በላይ የሜካኒካዊ መበላሸት መጠን ከኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ ጋር ተመጣጣኝ ነው. የፓይዞኤሌክትሪክ ተጽእኖ በጠንካራ ዳይኤሌክትሪክ, በዋናነት ክሪስታሎች ውስጥ ብቻ ይታያል. የሲሜትሪ ማእከል ባላቸው መዋቅሮች ውስጥ ምንም አይነት ወጥ የሆነ ቅርፀት የክሪስታል ጥልፍልፍ ውስጣዊ ሚዛንን ሊያደናቅፍ አይችልም እና ስለዚህ የሲሜትሪ ማእከል የሌላቸው 20 የክሪስታል ክፍሎች ፓይዞኤሌክትሪክ ናቸው. የሲሜትሪ ማእከል አለመኖር ለፓይዞኤሌክትሪክ ተፅእኖ መኖር አስፈላጊ ነገር ግን በቂ ሁኔታ አይደለም, እና ስለዚህ ሁሉም ማዕከላዊ ክሪስታሎች የላቸውም.

የፓይዞኤሌክትሪክ ተጽእኖ በጠንካራ አሞርፎስ እና ክሪፕቶክሪስታሊን ዳይኤሌክትሪክ ውስጥ ሊታይ አይችልም. (Piezoelectrics - ነጠላ ክሪስታሎች: ኳርትዝ.የኳርትዝ ፓይዞኤሌክትሪክ ባህሪያት በቴክኖሎጂ በስፋት ጥቅም ላይ የሚውሉት የሬድዮ ድግግሞሾችን ለማረጋጋት እና ለማጣራት፣ ለአልትራሳውንድ ንዝረት ለማመንጨት እና ሜካኒካል መጠኖችን ለመለካት ነው። Tourmaline.የቱርማሊን ዋነኛ ጥቅም ከኳርትዝ ጋር ሲነፃፀር የከፊል ኮፊሸንት ከፍተኛ ዋጋ ነው. በዚህ ምክንያት, እንዲሁም በቱርሜሊን ከፍተኛ የሜካኒካል ጥንካሬ ምክንያት, ለከፍተኛ ድግግሞሽ ሬዞናተሮችን ማምረት ይቻላል.

በአሁኑ ጊዜ ቱርማሊን ለፓይዞኤሌክትሪክ ሬዞናተሮች ለማምረት እምብዛም ጥቅም ላይ የማይውል ሲሆን የሃይድሮስታቲክ ግፊትን ለመለካት የተወሰነ ጥቅም አለው።

የሮኬት ጨው.ከሮሼል ጨው የተሠሩ የፓይዞኤሌክትሪክ ንጥረነገሮች በአንጻራዊ ሁኔታ ጠባብ በሆነ የሙቀት ክልል ውስጥ በሚሠሩ መሣሪያዎች ውስጥ በተለይም በድምጽ ማንሻዎች ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ ውለዋል ። ይሁን እንጂ በአሁኑ ጊዜ ከሞላ ጎደል ሙሉ በሙሉ በሴራሚክ ፓይዞኤለመንት ይተካሉ.

የመመርመሪያው አቀማመጥ ዳሳሽ ከናሙና ጋር በተዛመደ የፍተሻውን አቀማመጥ ያለማቋረጥ ይከታተላል እና በግብረመልስ ስርዓት አማካኝነት ስለ እሱ የቃኚውን እንቅስቃሴ ለሚቆጣጠረው የኮምፒዩተር ሲስተም ያስተላልፋል። በመመርመሪያ እና በገጽታ መካከል ያለውን መስተጋብር ኃይሎች ለመመዝገብ ብዙውን ጊዜ ዘዴው ከምርመራው ጫፍ ላይ የሚንፀባረቀውን የሴሚኮንዳክተር ሌዘር ጨረር ማፈንገጥን በመመዝገብ ላይ የተመሠረተ ነው። በእንደዚህ ዓይነት ማይክሮስኮፖች ውስጥ ፣ የተንፀባረቀ የብርሃን ጨረር በሁለት ወይም በአራት-ክፍል የፎቶዲዮይድ መሃከል ላይ ይወድቃል ፣ እንደ ልዩነት ወረዳ። የኮምፒዩተር ስርዓቱ ስካነርን ከመቆጣጠር በተጨማሪ ከምርመራው የተገኘውን መረጃ ለማስኬድ ፣የገጽታ ምርምር ውጤቶችን ለመተንተን እና ለማሳየት ያገለግላል።

እንደሚመለከቱት, የማይክሮስኮፕ መዋቅር በጣም ቀላል ነው. ዋናው ፍላጎት በጥናት ላይ ካለው ወለል ጋር የመርማሪው መስተጋብር ነው. አቅሙን እና የአተገባበሩን ወሰን የሚወስነው በተለየ የፍተሻ ፍተሻ ማይክሮስኮፕ ጥቅም ላይ የሚውል የግንኙነት አይነት ነው። (ስላይድ) ስሙ እንደሚያመለክተው፣ የፍተሻ መፈተሻ ማይክሮስኮፕ ዋና ዋና ነገሮች አንዱ መፈተሻ ነው። የሁሉም የፍተሻ መፈተሻ ማይክሮስኮፖች የተለመደ ባህሪ በጥናት ላይ ስላለው ወለል ባህሪያት መረጃ የማግኘት ዘዴ ነው። በምርመራው እና በናሙናው መካከል የአንድ የተወሰነ ተፈጥሮ መስተጋብር ሚዛን እስኪፈጠር ድረስ በአጉሊ መነጽር ብቻ የሚደረግ ምርመራ ወደ ላይ ይደርሳል።

መሿለኪያ ማይክሮስኮፕ (STM)፣ አወቃቀሩ እና የአሠራር መርህ

የመጀመሪያው የ SPM ምሳሌ በ1981 የተፈለሰፈው ስካኒንግ ቱኒሊንግ ማይክሮስኮፕ (STM) ነው። በ IBM የምርምር ላቦራቶሪ በዙሪክ፣ ገርሃርድ ቢኒግ እና ሃይንሪች ሩርር በሚገኘው ሳይንቲስቶች። በእሱ እርዳታ የአቶሚክ ጥራት ያላቸው የንጣፎች እውነተኛ ምስሎች ለመጀመሪያ ጊዜ ተገኝተዋል, በተለይም በሲሊኮን ገጽ ላይ 7x7 ተሃድሶ (ምስል 2).

ምስል 3 የ STM ምስል የ monocrystalline ሲሊከን ወለል. መልሶ ግንባታ 7 x 7

ሁሉም በአሁኑ ጊዜ የታወቁ የ SPM ዘዴዎች በሦስት ዋና ዋና ቡድኖች ሊከፈሉ ይችላሉ.

- መሿለኪያ ማይክሮስኮፕ መቃኘት; STM እንደ መመርመሪያ ስለታም የሚመራ መርፌ ይጠቀማል

በጫፉ እና በናሙናው መካከል የአድልዎ ቮልቴጅ ከተተገበረ, ከዚያም የመርፌው ጫፍ በ 1 nm ርቀት ላይ ወደ ናሙናው ሲቃረብ, በመካከላቸው የመሿለኪያ ጅረት ይነሳል, መጠኑ በመርፌ-ናሙና ርቀት ላይ የተመሰረተ ነው. እና በቮልቴጅ ዋልታ ላይ ያለው አቅጣጫ (ምስል 4). የመርፌ ጫፉ በጥናት ላይ ካለው ወለል ላይ ሲንቀሳቀስ, የመሿለኪያ ጅረት ይቀንሳል, እና ሲቃረብ, እየጨመረ ይሄዳል. ስለዚህ በተወሰኑ የወለል ንጣፎች ስብስብ ላይ ባለው የቶንሊንግ ጅረት ላይ ያለውን መረጃ በመጠቀም የገጽታ አቀማመጥ ምስል መገንባት ይቻላል።

ምስል 4 የቶንሊንግ ጅረት መከሰት ንድፍ.

- የአቶሚክ ኃይል ማይክሮስኮፕ; ከነጥብ እስከ ነጥብ ላይ በመርፌ የመሳብ ኃይል ላይ ለውጦችን ይመዘግባል. መርፌው የሚታወቀው ጥንካሬ ያለው እና በጥናት ላይ ባለው ወለል እና በጫፉ ጫፍ መካከል በሚነሱ ትናንሽ የቫን ደር ዋልስ ኃይሎች እርምጃ ስር መታጠፍ በሚችል የካንቶሌቨር ጨረር (ካንቴሌቨር) መጨረሻ ላይ ይገኛል። የካንቴሉ መበላሸት የተመዘገበው በጀርባው ላይ ያለውን የሌዘር ጨረር ክስተት በማዞር ወይም በማጣመም ጊዜ በራሱ ውስጥ የሚከሰተውን የፓይዞረሲስቲቭ ተጽእኖ በመጠቀም ነው;

- የመስክ አቅራቢያ የኦፕቲካል ማይክሮስኮፕ; በውስጡ፣ መፈተሻው የኦፕቲካል ሞገድ መመሪያ (ፋይበር) ሲሆን መጨረሻ ላይ ናሙናውን ከብርሃን የሞገድ ርዝመት ባነሰ ዲያሜትር ፊት ለፊት በማያያዝ። በዚህ ሁኔታ, የብርሃን ሞገድ ሞገድ መመሪያውን በሩቅ ርቀት ላይ አይተወውም, ነገር ግን ከጫፉ ላይ በትንሹ "ይወድቃል". በ waveguide ሌላኛው ጫፍ ላይ ሌዘር እና ከነፃው ጫፍ ላይ የሚንፀባረቅ የብርሃን ተቀባይ ተጭነዋል. በጥናት ላይ ባለው ወለል እና በምርመራው ጫፍ መካከል ባለው ትንሽ ርቀት ፣ የተንጸባረቀው የብርሃን ሞገድ ስፋት እና ደረጃ ይለወጣል ፣ ይህም የመሬቱን ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ምስል በመገንባት ላይ እንደ ምልክት ሆኖ ያገለግላል።

እንደ መሿለኪያው ጅረት ወይም በመርፌው እና በመሬቱ መካከል ያለው ርቀት፣ የፍተሻ መሿለኪያ ማይክሮስኮፕ ሁለት የአሠራር ዘዴዎች ሊኖሩ ይችላሉ። በቋሚ-ቁመት ሁነታ, የመርፌው ጫፍ ከናሙናው በላይ ባለው አግድም አውሮፕላን ውስጥ ይንቀሳቀሳል, እና የመተላለፊያው ጅረት እንደ ርቀት ይለያያል (ምስል 5 ሀ). በዚህ ጉዳይ ላይ ያለው የመረጃ ምልክት በእያንዳንዱ የናሙና ወለል የፍተሻ ነጥብ የሚለካው የቶንሊንግ ጅረት መጠን ነው። በተገኙት የዋሻው ጅረት ዋጋዎች ላይ በመመርኮዝ የመሬት አቀማመጥ ምስል ተሠርቷል።

ሩዝ. 5. የ STM ኦፕሬሽን ንድፍ: a - በቋሚ ቁመት ሁነታ; b - በቀጥታ የአሁኑ ሁነታ

በቋሚ ወቅታዊ ሁነታ፣ የማይክሮስኮፕ ግብረመልስ ስርዓቱ በእያንዳንዱ የፍተሻ ነጥብ (ምስል 5 ለ) ላይ በመርፌ-ናሙና ርቀት ላይ በማስተካከል የማያቋርጥ መሿለኪያ ጅረት ያረጋግጣል። በዋሻው ወቅታዊ ለውጦችን ይከታተላል እና እነዚህን ለውጦች ለማካካስ በፍተሻ መሳሪያው ላይ የሚተገበረውን ቮልቴጅ ይቆጣጠራል. በሌላ አገላለጽ, የአሁኑ ሲጨምር, የግብረ-መልስ ስርዓቱ መፈተሻውን ከናሙናው ያንቀሳቅሰዋል, እና ሲቀንስ, ያቀራርበዋል. በዚህ ሁነታ ምስሉ የተገነባው በመቃኛ መሳሪያው ቋሚ እንቅስቃሴዎች መጠን ላይ ባለው መረጃ መሰረት ነው.

ሁለቱም ሁነታዎች ጥቅሞቻቸው እና ጉዳቶቻቸው አሏቸው. የቋሚ ቁመት ሁነታ ፈጣን ውጤቶችን ይሰጣል, ግን በአንጻራዊነት ለስላሳ ንጣፎች ብቻ. በቋሚ ወቅታዊ ሁነታ, መደበኛ ያልሆኑ ንጣፎች በከፍተኛ ትክክለኛነት ሊለኩ ይችላሉ, ነገር ግን መለኪያዎች ረዘም ያለ ጊዜ ይወስዳሉ.

ከፍተኛ ትብነት ስላላቸው፣ የቶንሊንግ ማይክሮስኮፖችን መፈተሽ የሰው ልጅ የአስተላላፊዎችን እና ሴሚኮንዳክተሮችን አቶሞች ለማየት እድል ሰጥቷቸዋል። ነገር ግን በዲዛይን ውሱንነቶች ምክንያት, STM ን በመጠቀም የማይመሩ ቁሳቁሶችን ምስል ማድረግ አይቻልም. በተጨማሪም ከፍተኛ ጥራት ላለው የዋሻ ማይክሮስኮፕ አሠራር በርካታ በጣም ጥብቅ ሁኔታዎችን በተለይም በቫኩም እና ልዩ ናሙና ዝግጅት ውስጥ ማከናወን አስፈላጊ ነው. ስለዚህ, የቢኒግ እና የሮሬር የመጀመሪያ ፓንኬክ ወደ ብስባሽነት ተለወጠ ማለት ባይቻልም, ምርቱ ትንሽ ጥሬ ወጣ.

አምስት ዓመታት አለፉ እና ገርሃርድ ቢኒንግ ከካልቪን ኩዌት እና ክሪስቶፈር ገርበር ጋር በመሆን አዲስ ዓይነት ማይክሮስኮፕ ፈለሰፉ፣ እሱም የአቶሚክ ኃይል ማይክሮስኮፕ (ኤኤፍኤም) ብለው ሰየሙት፣ ለዚህም በ1986 ዓ.ም. G. Binnig እና H. Röhrer በፊዚክስ የኖቤል ተሸላሚ ሆነዋል። አዲሱ ማይክሮስኮፕ የቀድሞ ገዢውን ውስንነት ለማሸነፍ አስችሏል. AFM ን በመጠቀም የሁለቱም የሚመሩ እና የማይመሩ ቁሳቁሶችን በአቶሚክ ጥራት እና በከባቢ አየር ሁኔታዎች ውስጥ ምስልን መሳል ይቻላል ። የአቶሚክ ኃይል ማይክሮስኮፖች ተጨማሪ ጠቀሜታ የንጣፎችን የመሬት አቀማመጥ ከመለካት ጋር የኤሌክትሪክ ፣ መግነጢሳዊ ፣ የመለጠጥ እና ሌሎች ንብረቶቻቸውን በእይታ የመመልከት ችሎታ ነው።

የአቶሚክ ኃይል ማይክሮስኮፕ (ኤኤፍኤም), አወቃቀሩ እና የአሠራር መርህ

በጣም አስፈላጊው የ ACM አካል (የአቶሚክ ኃይል ማይክሮስኮፕ)መመርመሪያዎችን እየቃኙ ናቸው - ካንቴሌቨርስ፤ የአጉሊ መነፅር ባህሪያቱ በቀጥታ የሚመረኮዘው በኬንትለር ባህሪያት ላይ ነው።

ካንቴሉ ተለዋዋጭ ጨረር (175x40x4 ማይክሮን - አማካኝ መረጃ) ከተወሰነ የጥንካሬ መጠን ጋር ነው. ክ(10-3 - 10 N / m), በእሱ መጨረሻ ላይ ማይክሮ መርፌ (ምስል 1) አለ. የመጠምዘዣ ራዲየስ የለውጥ ክልል አርየመርፌ ጫፍ ከ 100 እስከ 5 nm በኤኤፍኤም እድገት ተለወጠ. በግልጽ, በመቀነስ አርማይክሮስኮፕ ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን ምስሎች ይፈቅዳል. የመርፌ ጫፍ አንግል ሀ- እንዲሁም የምስሉ ጥራት የተመካበት የመመርመሪያው አስፈላጊ ባህሪ። ሀበተለያዩ ካንትሪየሮች ውስጥ ከ 200 ወደ 700 ይለያያል, ትንሹን ለመገመት አስቸጋሪ አይደለም. ሀ, የተገኘው ምስል ከፍተኛ ጥራት ያለው ነው.

https://pandia.ru/text/78/034/images/image007_32.gif" width="113 height=63" height="63">፣

ስለዚህ ለመጨመር ወ0 የካንቴሉ ርዝመት (የጠንካራ ጥንካሬው የተመካው) በበርካታ ማይክሮኖች ቅደም ተከተል ላይ ነው, እና መጠኑ ከ 10-10 ኪ.ግ አይበልጥም. የተለያዩ ካንቴለቨሮች የሚያስተጋባው ድግግሞሽ ከ 8 እስከ 420 kHz ይደርሳል.

ኤኤፍኤምን በመጠቀም የፍተሻ ዘዴው እንደሚከተለው ነው (ምስል 2) : የመመርመሪያው መርፌ ከናሙናው ወለል በላይ የሚገኝ ሲሆን መርማሪው ከናሙና ጋር ሲነጻጸር ይንቀሳቀሳል፣ ልክ በቲቪ ላይ ባለው የካቶድ ሬይ ቱቦ ውስጥ እንዳለ ጨረር (በመስመር-መስመር መቃኘት)። በምርመራው ወለል ላይ የሚመራ የሌዘር ጨረር (በናሙናው መልክዓ ምድራዊ አቀማመጥ መሠረት የሚታጠፍ) ተንፀባርቆ የጨረራውን ልዩነት የሚመዘግብ የፎቶ ዳሰተርን ይመታል። በዚህ ሁኔታ, በመቃኘት ወቅት የመርፌ መወዛወዝ የሚከሰተው ከጫፉ ጋር ባለው የናሙና ወለል መስተጋብር መስተጋብር ምክንያት ነው. የፎቶ ዳሳሽ ምልክቶችን የኮምፒዩተር ማቀነባበሪያ በመጠቀም በጥናት ላይ ያለውን የናሙና ወለል ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ምስሎችን ማግኘት ይቻላል ።

https://pandia.ru/text/78/034/images/image009_11.jpg" width="250" height="246">
ሩዝ. 8. በጫፍ እና በናሙና መካከል ባለው ርቀት ላይ የ interatomic መስተጋብር ኃይል ጥገኛ

በምርመራው እና በገጹ መካከል ያለው የግንኙነቶች ኃይሎች በአጭር እና በረጅም ርቀት የተከፋፈሉ ናቸው። የአጭር ክልል ሃይሎች ከ1-10 ሀ ቅደም ተከተል ርቀት ላይ ይነሳሉ የመርፌ ጫፍ እና የገጽታ መደራረብ የኤሌክትሮኖች ዛጎሎች በፍጥነት በሚጨምር ርቀት ይወድቃሉ። የመርፌው ጫፍ ጥቂት አቶሞች (በገደብ አንድ) ብቻ ከአጭር ጊዜ በላይ ከወለል አተሞች ጋር ይገናኛሉ። ይህን አይነት ሃይል በመጠቀም ወለል ላይ ምስል ሲሰሩ ኤኤፍኤም በእውቂያ ሁነታ ይሰራል።

የእውቂያ ቅኝት ሁነታ አለ, የመመርመሪያው መርፌ የናሙናውን ወለል ሲነካ, የሚቆራረጥ ሁነታ - ሲቃኝ, መርማሪው በየጊዜው የናሙናውን ወለል ይነካዋል, እና ግንኙነት የሌለበት ሁነታ, መፈተሻው ከተቃኘው ወለል ብዙ ናኖሜትር በሚሆንበት ጊዜ. (በምርመራው እና በናሙናው መካከል ያለው መስተጋብር ኃይል ለመሰካት አስቸጋሪ ስለሆነ የኋለኛው የፍተሻ ሁነታ እምብዛም ጥቅም ላይ አይውልም)።

የግል መለያ እድሎች

STM የግለሰብ አተሞችን ለመለየት ብቻ ሳይሆን ቅርጻቸውን ለመወሰንም ተምረዋል.
ብዙዎች ገና ሙሉ በሙሉ አልተገነዘቡም መቃኛ መሿለኪያ ማይክሮስኮፖች (ኤስቲኤም) ግለሰብ አቶሞችን መለየት መቻሉን, ቀጣዩ እርምጃ አስቀድሞ ሲወሰድ: አሁን እንኳ ለማወቅ ተችሏል. ቅጾችየአንድ ግለሰብ አቶም በእውነተኛው ቦታ (በይበልጥ በትክክል ፣ በአቶሚክ ኒውክሊየስ ዙሪያ ያለው የኤሌክትሮን እፍጋታ ስርጭት ቅርፅ)።

የመስክ አቅራቢያ የኦፕቲካል ማይክሮስኮፕ, አወቃቀሩ እና የአሠራር መርህ

የመስክ አቅራቢያ የኦፕቲካል ማይክሮስኮፕ; በውስጡ፣ መፈተሻው የኦፕቲካል ሞገድ መመሪያ (ፋይበር) ሲሆን መጨረሻ ላይ ናሙናውን ከብርሃን የሞገድ ርዝመት ባነሰ ዲያሜትር ፊት ለፊት በማያያዝ። በዚህ ሁኔታ, የብርሃን ሞገድ ሞገድ መመሪያውን በሩቅ ርቀት ላይ አይተወውም, ነገር ግን ከጫፉ ላይ በትንሹ "ይወድቃል". በ waveguide ሌላኛው ጫፍ ላይ ሌዘር እና ከነፃው ጫፍ ላይ የሚንፀባረቅ የብርሃን ተቀባይ ተጭነዋል. በጥናት ላይ ባለው ወለል እና በምርመራው ጫፍ መካከል ባለው ትንሽ ርቀት ፣ የተንጸባረቀው የብርሃን ሞገድ ስፋት እና ደረጃ ይለወጣል ፣ ይህም የመሬቱን ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ምስል በመገንባት ላይ እንደ ምልክት ሆኖ ያገለግላል።

ብርሃን ከ50-100 nm ዲያሜትር ባለው ዲያፍራም በኩል እንዲያልፍ ካስገደዱት እና በጥናት ላይ ወዳለው ናሙና ወለል ላይ ወደ ብዙ አስር ናኖሜትሮች ርቀት ካመጡት ፣ ከዚያ እንደዚህ ያለውን “” ከቦታው ላይ በማንቀሳቀስ ለመጠቆም (እና በበቂ ሁኔታ ስሜታዊ ዳሳሽ) ፣ ከጉድጓዱ መጠን ጋር በሚዛመደው አካባቢ ውስጥ የዚህን ናሙና የእይታ ባህሪዎች ማጥናት ይችላሉ።

በመስክ አቅራቢያ የእይታ ማይክሮስኮፕ (SNOM) ቅኝት በትክክል እንዴት እንደሚሰራ ይህ ነው። የቀዳዳው ሚና (የንዑስ ሞገድ ዲያፍራም) ብዙውን ጊዜ በኦፕቲካል ፋይበር ይከናወናል ፣ አንደኛው ጫፍ ጠቁሞ በቀጭን ብረት ተሸፍኗል ፣ በሁሉም ቦታ ከጫፉ ጫፍ ላይ ካለው ትንሽ ቦታ በስተቀር (የ "ዲያሜትር) ከአቧራ-ነጻ” አካባቢ 50-100 nm ብቻ ነው). ከሌላው ጫፍ, የሌዘር ብርሃን ወደ እንደዚህ ዓይነት ፋይበር ውስጥ ይገባል.

ታኅሣሥ 2005." href="/text/category/dekabrmz_2005_g_/" rel="bookmark">ታህሳስ 2005 እና የሩሲያ ስቴት ዩኒቨርሲቲ የፊዚክስ ፋኩልቲ የናኖቴክኖሎጂ ዲፓርትመንት መሠረታዊ ላቦራቶሪዎች አንዱ ነው። ላቦራቶሪው 4 ስብስቦች አሉት። NanoEducator ስካን መፈተሻ ማይክሮስኮፖች፣ በተለይ በኩባንያው NT-MDT (Zelenograd, Russia) ለላቦራቶሪ ስራ... መሳሪያዎቹ ለተማሪ ታዳሚ ያተኮሩ ናቸው፡ በኮምፒውተር በመጠቀም ሙሉ በሙሉ ቁጥጥር ይደረግባቸዋል፣ ቀላል እና ሊታወቅ የሚችል በይነገጽ፣ የአኒሜሽን ድጋፍ , እና ቴክኒኮችን ደረጃ በደረጃ ማዳበርን ያካትታል.

ምስል 10 የቃኝ ምርመራ ማይክሮስኮፕ ላብራቶሪ

የፍተሻ መፈተሻ ማይክሮስኮፕ እድገት በናኖቴክኖሎጂ ውስጥ አዲስ አቅጣጫ እንዲፈጠር መሠረት ሆኖ አገልግሏል - መጠይቅ ናኖቴክኖሎጂ።

ስነ-ጽሁፍ

1. Binnig G., Rohrer H., Gerber Ch., Weibel E. 7 i 7 Reconstruction on Si (111) በእውነተኛው ክፍተት ተፈትቷል // ፊዚክስ. ራእ. ሌት. 1983. ጥራዝ. 50, ቁጥር 2. ፒ. 120-123. ይህ ዝነኛ ህትመት የግል መለያ ወደ ነበረበት ዘመን አምጥቷል።

2. http://www. *****/obrazovanie/stsoros/1118.html

3. http://ru. wikipedia. org

4. http://www. *****/SPM-ቴክኒኮች/መርሆች/aSNOM_ቴክኒኮች/የፕላስሞንን_ቅርብ_መስክ_ማይክሮስኮፒ_mode94.html

5. http://scireg. *****።

6. http://www. *****/የአንቀጽ_ዝርዝር። html

በፓይዞኤሌክትሪክ የማይክሮ ዲስፕሌመንት ስካነሮች ላይ ምርምር.

የሥራው ዓላማ;የፓይዞኤሌክትሪክ ስካነሮችን በመጠቀም በመቃኘት ላይ ባሉ የቁስ አካላት ጥቃቅን እንቅስቃሴዎችን የማረጋገጥ አካላዊ እና ቴክኒካዊ መርሆዎችን በማጥናት

መግቢያ

Scanning probe microscopy (SPM) የጠንካራ ንጣፎችን ባህሪያት ለማጥናት በጣም ኃይለኛ ከሆኑ ዘመናዊ ዘዴዎች አንዱ ነው. በአሁኑ ጊዜ በገጽታ ፊዚክስ እና በማይክሮ ቴክኖሎጅ መስክ ምንም ዓይነት ምርምር ያለ SPM ዘዴዎች የተሟላ አይደለም ማለት ይቻላል።

የፍተሻ መፈተሻ ማይክሮስኮፕ መርሆዎች ናኖሚካል ጠንካራ መዋቅሮችን (1 nm = 10 A) ለመፍጠር ለቴክኖሎጂ ልማት እንደ መሰረታዊ መሠረት ሊያገለግሉ ይችላሉ ። ለመጀመሪያ ጊዜ ሰው ሰራሽ ቁሳቁሶችን ለመፍጠር በቴክኖሎጂ ልምምድ ውስጥ የኢንዱስትሪ ምርቶችን ለማምረት የአቶሚክ ስብስብ መርሆዎችን የመጠቀም ጥያቄ ይነሳል. ይህ አካሄድ በጣም ውስን የሆኑ የግለሰብ አተሞችን የያዙ መሣሪያዎችን የመተግበር ዕድሎችን ይከፍታል።

በ1981 በስዊዘርላንድ ሳይንቲስቶች ጂ ቢኒግ እና ጂ. ሮሬር የተፈለሰፈው በቤተሰቡ የመጀመሪያ የሆነው የፍተሻ ማይክሮስኮፕ ስካኒንግ ዋኒሊንግ ማይክሮስኮፕ (ኤስቲኤም) ነው። በስራቸው፣ ይህ እስከ አቶሚክ ቅደም ተከተል ድረስ ከፍተኛ የቦታ ጥራት ያላቸውን ንጣፎች ለማጥናት በጣም ቀላል እና በጣም ውጤታማ መንገድ መሆኑን አሳይተዋል። ይህ ዘዴ የበርካታ ቁሳቁሶችን እና በተለይም እንደገና የተገነባውን የሲሊኮን ንጣፍ የአቶሚክ መዋቅር ከተመለከተ በኋላ እውነተኛ እውቅና አግኝቷል። እ.ኤ.አ. በ 1986 G. Binnig እና G.Poper ዋሻ ማይክሮስኮፕ በመፍጠር በፊዚክስ የኖቤል ሽልማት ተሰጥቷቸዋል ። ከዋሻው ማይክሮስኮፕ ቀጥሎ የአቶሚክ ኃይል ማይክሮስኮፕ (ኤኤፍኤም)፣ መግነጢሳዊ ኃይል ማይክሮስኮፕ (ኤምኤፍኤም)፣ የኤሌትሪክ ሃይል ማይክሮስኮፕ (ኤፍኤም)፣ የአቅራቢያ ኦፕቲካል ማይክሮስኮፕ (ኤንኤፍኤም) እና ሌሎች ተመሳሳይ የአሠራር መርሆች ያላቸው ሌሎች መሳሪያዎች እና ተብለው ይጠራሉ መፈተሻ ማይክሮስኮፖች.

1. የቃኝ መመርመሪያ ማይክሮስኮፕ አጠቃላይ የአሠራር መርሆዎች

ስካን መጠይቅን ማይክሮስኮፕ ውስጥ, ላይ ላዩን microrelief እና mestnыh ንብረቶች ጥናት በልዩ የተዘጋጀ መርፌ-ዓይነት መመርመሪያዎች በመጠቀም. የእንደዚህ አይነት መመርመሪያዎች (ጫፍ) የስራ ክፍል የመዞር ራዲየስ የአስር ናኖሜትሮች ቅደም ተከተል ልኬቶች አሉት። በምርመራው እና በአጉሊ መነጽር ናሙናዎች መካከል ያለው የባህርይ ርቀት በ 0.1 - 10 nm ቅደም ተከተል ነው.

የመመርመሪያ ማይክሮስኮፕ አሠራር በተለያዩ የአካላዊ መስተጋብር ዓይነቶች ላይ የተመሰረተ ነው የናሙናዎች ወለል አተሞች. በመሆኑም, አንድ መሿለኪያ ማይክሮስኮፕ ክወና ብረት መርፌ እና መምራት ናሙና መካከል የሚፈሰው መሿለኪያ የአሁኑ ክስተት ላይ የተመሠረተ ነው; የተለያዩ የኃይል መስተጋብር ዓይነቶች የአቶሚክ ኃይል ፣ መግነጢሳዊ ኃይል እና የኤሌክትሪክ ኃይል ማይክሮስኮፖች አሠራር ስር ናቸው።

በተለያዩ የመመርመሪያ ማይክሮስኮፖች ውስጥ ያሉትን የተለመዱ ባህሪያትን እንመልከት. የመርማሪው መስተጋብር ከወለሉ ጋር በተወሰነ ግቤት ይገለጽ አር. የመለኪያው በቂ ሹል እና አንድ-ለአንድ ጥገኝነት ካለ አርበምርመራ-ናሙና ርቀት ላይ P = P(z), ከዚያ ይህ ግቤት በምርመራው እና በናሙናው መካከል ያለውን ርቀት የሚቆጣጠር የግብረመልስ ስርዓት (FS) ለማደራጀት ሊያገለግል ይችላል። በስእል. ምስል 1 የፍተሻ መፈተሻ ማይክሮስኮፕ ግብረመልስን የማደራጀት አጠቃላይ መርሆውን በስነ-ስርዓት ያሳያል።

ሩዝ. 1. የመርማሪው ማይክሮስኮፕ ግብረመልስ ስርዓት ንድፍ

የግብረመልስ ስርዓቱ የመለኪያ እሴቱን ይጠብቃል። አርቋሚ, ከዋጋው ጋር እኩል ነው ሮ, በኦፕሬተሩ ተገልጿል. የመመርመሪያው-የገጽታ ርቀት ከተቀየረ (ለምሳሌ ይጨምራል)፣ ከዚያ በመለኪያው ላይ ለውጥ (ጭማሪ) ይከሰታል። አር. ከዋጋው ጋር ተመጣጣኝ የሆነ ልዩነት ምልክት በስርዓተ ክወናው ውስጥ ይፈጠራል። ፒ= ፒ - ፖ, እሱም ወደሚፈለገው እሴት ተጨምሯል እና ለአንቀሳቃሹ IE የሚቀርበው. አንቀሳቃሹ ይህንን የልዩነት ምልክት ያስኬዳል፣ ፍተሻውን ወደ ላይኛው ያቀርበዋል ወይም የልዩነቱ ምልክት ዜሮ እስኪሆን ድረስ ያንቀሳቅሰዋል። በዚህ መንገድ, የጫፍ-ናሙና ርቀት በከፍተኛ ትክክለኛነት ሊቆይ ይችላል. በነባር የፍተሻ ማይክሮስኮፖች ውስጥ, የመመርመሪያ-ገጽታ ርቀትን የመጠበቅ ትክክለኛነት ~ 0.01 Å ይደርሳል. ፍተሻው በናሙናው ወለል ላይ ሲንቀሳቀስ የግንኙነቱ መለኪያ ይለወጣል አር, በገጽታ መልክዓ ምድራዊ አቀማመጥ ምክንያት. የስርዓተ ክወናው ስርዓት እነዚህን ለውጦች ያስኬዳል፣ ስለዚህም መፈተሻው በ X፣ Y አውሮፕላን ውስጥ ሲንቀሳቀስ፣ በአንቀሳቃሹ ላይ ያለው ምልክት ከገጽታ አቀማመጥ ጋር ተመጣጣኝ ይሆናል።

የ SPM ምስል ለማግኘት, ናሙናውን የመቃኘት ልዩ የተደራጀ ሂደት ይከናወናል. ስካን በሚደረግበት ጊዜ መርማሪው በመጀመሪያ በተወሰነ መስመር (የመስመር ቅኝት) በናሙናው ላይ ይንቀሳቀሳል, በአንቀጹ ላይ ያለው የሲግናል ዋጋ ከገጽታ አቀማመጥ ጋር ተመጣጣኝ በሆነው የኮምፒዩተር ማህደረ ትውስታ ውስጥ ይመዘገባል. ምርመራው ወደ መጀመሪያው ቦታ ይመለሳል እና ወደ ቀጣዩ የፍተሻ መስመር (የፍሬም ቅኝት) ይንቀሳቀሳል, እና ሂደቱ እንደገና ይደገማል. በፍተሻ ጊዜ በዚህ መንገድ የተመዘገበው የግብረመልስ ምልክት በኮምፒዩተር እና ከዚያም በ SPM የገጽታ እፎይታ ምስል ይከናወናል Z = f(x,y)የኮምፒተር ግራፊክስ በመጠቀም የተሰራ. የገጽታ መልከዓ ምድርን ከማጥናት ጋር፣ የመርማሪ ማይክሮስኮፖች የተለያዩ የገጽታ ባህሪያትን ማለትም ሜካኒካል፣ ኤሌክትሪክ፣ ማግኔቲክ፣ ኦፕቲካል እና ሌሎች ብዙ ነገሮችን ለማጥናት ያስችላል።

የፍተሻ መፈተሻ ማይክሮስኮፕ የሁሉም የፍተሻ መፈተሻ ማይክሮስኮፖች የተለመደ ባህሪ በጥናት ላይ ስላለው ወለል ባህሪያት መረጃ የማግኘት ዘዴ ነው። በምርመራው እና በናሙናው መካከል የአንድ የተወሰነ ተፈጥሮ መስተጋብር ሚዛን እስኪፈጠር ድረስ በአጉሊ መነጽር ብቻ የሚደረግ ምርመራ ወደ ላይ ይደርሳል።

እጅግ በጣም ከፍተኛ የቫኩም መቃኛ TUNEL ማይክሮስኮፕ GPI SPM እጅግ በጣም ከፍተኛ የቫኩም መቃኛ ዋሻ ማይክሮስኮፕ። የትግበራ ቦታዎች: ኬሚካላዊ እና የፎቶኬሚካላዊ ምላሾች, ካታሊሲስ, መትፋት, ሴሚኮንዳክተር ቴክኖሎጂዎች, ማስተዋወቅ, በ ions, ኤሌክትሮኖች እና ሌሎች ቅንጣቶች ላይ የገጽታ ማሻሻያ, ናኖቴክኖሎጂ, አቶሚክ ማጭበርበር.

የአቶሚክ ኃይል ማይክሮስኮፕ በጣም አስፈላጊው የ AFM አካል (የአቶሚክ ኃይል ማይክሮስኮፕ) መመርመሪያዎችን በመቃኘት ላይ ናቸው - ካንቴሎች; የአጉሊ መነፅር ባህሪያት በቀጥታ በካንቲለር ባህሪያት ላይ ይመረኮዛሉ. በሞስኮ ስቴት ዩኒቨርሲቲ የፊዚክስ ፋኩልቲ ላቦራቶሪ ውስጥ የተገኘ የ NCS16 ካንቴለር ምስል። ተፈጥሯዊ ድግግሞሽን ይፈትሹ

የአቶሚክ ኃይል ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ (ኤኤፍኤም) በመርፌው ላይ ያለውን የመሳብ ኃይል ከነጥብ እስከ ነጥብ ላይ ያለውን ለውጥ ይመዘግባል። የካንቴሉ መበላሸት የተመዘገበው በጀርባው ላይ ያለውን የሌዘር ጨረር ክስተት በማዞር ወይም በማጣመም ጊዜ በራሱ ውስጥ የሚከሰተውን የፓይዞረሲስቲቭ ተጽእኖ በመጠቀም ነው;

በመስክ አቅራቢያ ያለውን የጨረር ማይክሮስኮፒ (SNOM) በመቃኘት ብርሃን በተለመደው የኦፕቲካል ማይክሮስኮፕ መነፅር ላይ በሚያተኩርበት ጊዜ የሚፈጠረው የልዩነት ንድፍ። ምስሉ የተገኘው SNOM (Integra Solaris, NT-MDT) በመጠቀም ነው, የኦፕቲካል ሲግናል ጥንካሬ ስርጭት በ pseudocolor (ሚዛኑ በቀኝ በኩል ይታያል).

ናኖ ነገሮችን ለማየት እና ለማንቀሳቀስ ያስቻሉት የመጀመሪያዎቹ መሳሪያዎች የፍተሻ ማይክሮስኮፖችን - የአቶሚክ ኃይል ማይክሮስኮፕ እና በተመሳሳይ መርህ ላይ የሚሠራ ስካኒንግ ዋሻ ማይክሮስኮፕ ናቸው። የአቶሚክ ሃይል ማይክሮስኮፒ (ኤኤፍኤም) በጂ.ቢኒግ እና ጂ.ሮሬር የተሰራ ሲሆን ለዚህም በ1986 የኖቤል ሽልማት የተሸለሙት። በነጠላ አቶሞች መካከል የሚነሱ የመሳብ እና የመጸየፍ ሃይሎችን የመሰማት አቅም ያለው የአቶሚክ ሃይል ማይክሮስኮፕ መፈጠር በመጨረሻ ናኖ ነገሮችን "መዳሰስ እና ማየት" አስችሏል።

ምስል 9. የፍተሻ ምርመራ ማይክሮስኮፕ ኦፕሬቲንግ መርህ (ከ http://www.nanometer.ru/2007/06/06/atomno_silovaa_mikroskopia_2609.html# የተወሰደ). ነጥብ ያለው መስመር የሌዘር ጨረር መንገድን ያሳያል. ሌሎች ማብራሪያዎች በጽሑፉ ውስጥ ይገኛሉ.

የ AFM መሠረት (ምስል 9 ይመልከቱ) ብዙውን ጊዜ ከሲሊኮን የተሰራ እና ቀጭን የካንቴሊቨር ሳህንን የሚወክል መጠይቅ ነው (ከእንግሊዝኛው "ካንቲሌቨር" - ኮንሶል, beam) ይባላል. በታንኳው መጨረሻ (ርዝመት » 500 µm ፣ ስፋት » 50 µm ፣ ውፍረት » 1 µm) በጣም ስለታም ሹል (ርዝመት »10 µm ፣ ከ 1 እስከ 10 nm የክብደት ራዲየስ) ፣ በአንድ ቡድን ውስጥ ያበቃል። ወይም ተጨማሪ አቶሞች (ምሥል 10 ይመልከቱ).

ምስል 10. በዝቅተኛ (ከላይ) እና በከፍተኛ ማጉላት የሚወሰዱ ተመሳሳይ መፈተሻ ኤሌክትሮኖች ማይክሮፎቶች.

ማይክሮፕሮብ በናሙናው ወለል ላይ በሚንቀሳቀስበት ጊዜ የሾሉ ጫፍ ወደ ላይ ይወጣል እና ይወድቃል፣ የገጽታውን ማይክሮፎን ይገልፃል፣ ልክ በግራሞፎን መዝገብ ላይ ግራሞፎን ስታይለስ እንደሚንሸራተት። በሸንበቆው ወጣ ያለ ጫፍ (ከስፒሉ በላይ፣ ስእል 9 ይመልከቱ) የሌዘር ጨረር የሚወድቅበት እና የሚንፀባረቅበት የመስታወት ቦታ አለ። ሹል ወደ ታች ሲወርድ እና በገጽታ ላይ በሚታዩ መዛባቶች ላይ ሲወጣ የተንጸባረቀው ጨረሩ ተዘዋዋሪ ሲሆን ይህ መዛባት በፎቶ ዳሳሽ ይመዘገባል እና ሹል በአቅራቢያው ወደሚገኙ አተሞች የሚስብበት ኃይል በፓይዞኤሌክትሪክ ዳሳሽ ይመዘገባል።

የፎቶ ዳሳሽ እና የፓይዞኤሌክትሪክ ዳሳሽ መረጃ በአስተያየት ስርዓት ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል ፣ ለምሳሌ በማይክሮፕሮብ እና በናሙና ወለል መካከል ያለው የግንኙነት ኃይል ቋሚ እሴት። በውጤቱም, የናሙናውን ወለል በእውነተኛ ጊዜ የቮልሜትሪክ እፎይታ መገንባት ይቻላል. የ AFM ዘዴ ጥራት በግምት 0.1-1 nm በአግድም እና 0.01 nm በአቀባዊ ነው. የስካን መፈተሻ ማይክሮስኮፕ በመጠቀም የተገኘ የኢሼሪሺያ ኮላይ ባክቴሪያ ምስል በምስል ላይ ይታያል። አስራ አንድ.

ምስል 11. ኢሼሪሺያ ኮላይ ባክቴሪያ ( ኮላይ ኮላይ). ምስሉ የተገኘው በአጉሊ መነጽር በመጠቀም ነው. የባክቴሪያው ርዝመት 1.9 ማይክሮን ነው, ስፋቱ 1 ማይክሮን ነው. የፍላጀላ እና የሲሊያ ውፍረት 30 nm እና 20 nm ነው.

ሌላው የፍተሻ መመርመሪያ ማይክሮስኮፕ ቡድን የገጽታ እፎይታን ለመገንባት ኳንተም ሜካኒካል “የዋሻ ውጤት” የሚባለውን ይጠቀማል። የመሿለኪያው ውጤት ምንነት በ 1 nm ገደማ ርቀት ላይ በሚገኝ ሹል የብረት መርፌ እና ወለል መካከል ያለው የኤሌክትሪክ ፍሰት በዚህ ርቀት ላይ መመስረት ይጀምራል - አነስ ያለ ርቀት ፣ የአሁኑን መጠን ይጨምራል። የ 10 ቮ ቮልቴጅ በመርፌው እና በመሬቱ መካከል ከተተገበረ, ይህ የ "ዋሻ" ጅረት ከ 10 ፒኤ እስከ 10 nA ሊደርስ ይችላል. ይህንን ጅረት በመለካት እና ቋሚውን በማቆየት በመርፌው እና በመሬቱ መካከል ያለው ርቀት ቋሚ ሆኖ እንዲቆይ ማድረግ ይቻላል. ይህ የወለልውን የቮልሜትሪክ ፕሮፋይል እንዲገነቡ ያስችልዎታል (ምሥል 12 ይመልከቱ). ከአቶሚክ ሃይል ማይክሮስኮፕ በተለየ፣ የመቃኛ መሿለኪያ ማይክሮስኮፕ የብረታቶችን ወይም ሴሚኮንዳክተሮችን ገጽ ብቻ ማጥናት ይችላል።

ምስል 12. በቋሚ ርቀት ላይ የሚገኘው የቃኝ መሿለኪያ ማይክሮስኮፕ መርፌ (ቀስቶችን ይመልከቱ) በጥናት ላይ ካለው ወለል አተሞች ንብርብሮች በላይ።

አንድን አቶም በኦፕሬተሩ ወደ ተመረጠው ነጥብ ለማንቀሳቀስ የፍተሻ መሿለኪያ ማይክሮስኮፕ መጠቀም ይቻላል። ለምሳሌ, በአጉሊ መነጽር መርፌ እና በናሙናው ወለል መካከል ያለው ቮልቴጅ ይህንን ወለል ለማጥናት ከሚያስፈልገው በላይ ትንሽ ከፍ ያለ ከሆነ, ከዚያም ወደ እሱ የቀረበ ናሙና አቶም ወደ ionነት ይቀየራል እና ወደ መርፌው "ይዝላል". ከዚህ በኋላ መርፌውን በትንሹ በማንቀሳቀስ እና ቮልቴጅን በመቀየር ያመለጠውን አቶም ወደ ናሙናው ገጽታ "ለመዝለል" ማስገደድ ይችላሉ. በዚህ መንገድ አተሞችን ማቀናበር እና ናኖስትራክቸሮችን መፍጠር ይቻላል, ማለትም. በናኖሜትር ቅደም ተከተል ላይ ልኬቶች ጋር ላዩን ላይ መዋቅሮች. እ.ኤ.አ. በ 1990 የ IBM ሰራተኞች የድርጅታቸውን ስም ከ 35 xenon አቶሞች በኒኬል ሳህን ላይ በማጣመር ይህ ሊሆን እንደሚችል አሳይተዋል (ምስል 13 ይመልከቱ) ።

ምስል 13. የ IBM ኩባንያ ስም በኒኬል ሳህን ላይ 35 xenon አተሞች ያቀፈ, በዚህ ኩባንያ ሰራተኞች በ 1990 የቃኝ ምርመራ ማይክሮስኮፕ በመጠቀም የተሰራ.

የፍተሻ ማይክሮስኮፕን በመጠቀም አተሞችን ማንቀሳቀስ ብቻ ሳይሆን ለራሳቸው ማደራጀት ቅድመ ሁኔታዎችን መፍጠር ይችላሉ. ለምሳሌ፣ በብረት ሳህን ላይ የቲዮል ionዎችን የያዘ የውሃ ጠብታ ካለ፣ የአጉሊ መነጽር ምርመራው እነዚህን ሞለኪውሎች በማሳየት ሁለቱ የሃይድሮካርቦን ጭራዎች ከጠፍጣፋው ይርቃሉ። በውጤቱም, በብረት ሳህን ላይ የተጣበቁ የቲዮል ሞለኪውሎች አንድ ሞኖላይየር መገንባት ይቻላል (ምሥል 14 ይመልከቱ). ይህ በብረት ወለል ላይ የሞለኪውሎች ሞለኪውሎች የመፍጠር ዘዴ “ፔን ናኖሊቶግራፊ” ይባላል።

ምስል 14. ከላይ በስተግራ - ከብረት ጠፍጣፋ በላይ ያለው የቃኝ መፈተሻ ማይክሮስኮፕ ካንቴለር (ብረት ግራጫ). በቀኝ በኩል ከካንቲለር ጫፍ ስር (በግራ በኩል በምስሉ ላይ በነጭ የተዘረዘረው) የቲዮል ሞለኪውሎች በምርመራው ጫፍ ላይ በ monolayer ውስጥ የተደረደሩ ሐምራዊ ሃይድሮካርቦን ጅራት በሥዕል ያሳያል። ከሳይንቲፊክ አሜሪካዊ፣ 2001፣ ሴፕቴምበር፣ ገጽ. 44.

7. ባዮሎጂያዊ ነገሮችን ለማጥናት የቃኝ ምርመራ ማይክሮስኮፕን መጠቀም

7. ስነ-ህይወታዊ ነገሮችን ለማጥናት የቃኝ መጠይቅ ማይክሮስኮፕ መተግበር 1

7.1. የሥራ ግቦች 2

7.2. የአስተማሪ መረጃ 3

7.4. መመሪያዎች 31

7.5. ደህንነት 32

7.6. ተግባር 32

7.7. የፈተና ጥያቄዎች 32

7.8. ሥነ ጽሑፍ 32

የላብራቶሪ ስራው የተገነባው በኒዝሂ ኖቭጎሮድ ስቴት ዩኒቨርሲቲ ነው. ኤን.አይ. Lobachevsky

7.1.የሥራ ግቦች

የባዮሎጂካል አወቃቀሮችን morphological መለኪያዎችን ማጥናት ለባዮሎጂስቶች አስፈላጊ ተግባር ነው ፣ ምክንያቱም የአንዳንድ ሕንጻዎች መጠን እና ቅርፅ በአብዛኛው የፊዚዮሎጂ ባህሪያቸውን ስለሚወስኑ። የስነ-ተዋልዶ መረጃን ከተግባራዊ ባህሪያት ጋር በማነፃፀር የሰውን ወይም የእንስሳትን የሰውነት ፊዚዮሎጂካል ሚዛን ለመጠበቅ ስለ ህይወት ሕዋሳት ተሳትፎ አጠቃላይ መረጃ ማግኘት ይችላል.

ቀደም ሲል ባዮሎጂስቶች እና ሐኪሞች በኦፕቲካል እና በኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ በመጠቀም ብቻ ዝግጅቶቻቸውን ለማጥናት እድሉ ነበራቸው. እነዚህ ጥናቶች የተስተካከሉ፣ የተበከሉ እና በቀጭኑ የብረት መሸፈኛዎች በተተፋው የሴሎች ስነ-ቅርጽ ላይ የተወሰነ ግንዛቤን ሰጥተዋል። በተለያዩ ምክንያቶች ተጽእኖ ስር ያሉትን ህይወት ያላቸው ነገሮች ሞርፎሎጂ እና ለውጦችን ማጥናት አልተቻለም, ነገር ግን በጣም ፈታኝ ነበር.

Scanning probe microscopy (SPM) በተቻለ መጠን ለአገሬው ተወላጆች ቅርብ በሆኑ ሁኔታዎች ውስጥ በሴሎች፣ በባክቴሪያዎች፣ ባዮሎጂካል ሞለኪውሎች እና ዲ ኤን ኤ ላይ ጥናት ለማድረግ አዳዲስ እድሎችን ከፍቷል። SPM ያለ ልዩ ማስተካከያ እና ማቅለሚያዎች, በአየር ውስጥ ወይም በፈሳሽ መካከለኛ ውስጥ ባዮሎጂያዊ ነገሮችን እንዲያጠኑ ይፈቅድልዎታል.

በአሁኑ ጊዜ SPM በመሠረታዊ ሳይንሳዊ ምርምር እና በተተገበሩ የከፍተኛ የቴክኖሎጂ እድገቶች ውስጥ በተለያዩ ዘርፎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል። በሀገሪቱ ውስጥ ያሉ ብዙ የምርምር ተቋማት የፍተሻ አጉሊ መነጽር መሣሪያዎች የታጠቁ ናቸው። በዚህ ረገድ ከፍተኛ ብቃት ያላቸው ልዩ ባለሙያተኞች ፍላጎት በየጊዜው እያደገ ነው. ይህንን መስፈርት ለማሟላት የኤንቲ-ኤምዲቲ ኩባንያ (ዘሌኖግራድ, ሩሲያ) ልዩ የትምህርት እና ሳይንሳዊ ላቦራቶሪ የዳሰሳ ጥናት ማይክሮስኮፕን አዘጋጅቷል. ናኖ አስተማሪ.

SPM NanoEducatorበተለይ ለተማሪዎች የላብራቶሪ ሥራ የተነደፈ። ይህ መሳሪያ በተማሪ ታዳሚዎች ላይ ያነጣጠረ ነው፡ ኮምፒዩተርን በመጠቀም ሙሉ በሙሉ ቁጥጥር ይደረግበታል፣ ቀላል እና ሊታወቅ የሚችል በይነገጽ ያለው፣ የአኒሜሽን ድጋፍ፣ ደረጃ በደረጃ የቴክኒኮችን እድገት፣ ውስብስብ ቅንብሮችን እና ውድ ያልሆኑ ፍጆታዎችን ያካትታል።

በዚህ የላቦራቶሪ ሥራ ውስጥ ስለ ስካን ምርመራ ማይክሮስኮፕ ይማራሉ, ከመሠረታዊ ነገሮች ጋር ይተዋወቁ, የትምህርቱን ንድፍ እና የአሠራር መርሆዎች ያጠናሉ. SPM NanoEducator, ለምርምር ባዮሎጂካል ዝግጅቶችን ማዘጋጀት ይማሩ, የመጀመሪያውን የ SPM ውስብስብ የላቲክ አሲድ ባክቴሪያ ምስል ያግኙ እና የመለኪያ ውጤቶችን የማዘጋጀት እና የማቅረብ መሰረታዊ ነገሮችን ይማሩ.

7.2. ለመምህሩ መረጃ 1

የላቦራቶሪ ሥራ በበርካታ ደረጃዎች ይከናወናል-

1. የናሙና ዝግጅት በእያንዳንዱ ተማሪ በተናጠል ይከናወናል.

2. የመጀመሪያው ምስል በአንድ መሳሪያ ላይ በአስተማሪ ቁጥጥር ስር ይገኛል, ከዚያም እያንዳንዱ ተማሪ የራሱን ናሙና በራሱ ይመረምራል.

3. የሙከራ መረጃ በእያንዳንዱ ተማሪ በተናጠል ይከናወናል።

ለምርምር ናሙና-የላቲክ አሲድ ባክቴሪያ በሽፋን መስታወት ላይ።

ሥራ ከመጀመርዎ በፊት በጣም ባህሪ የሆነውን amplitude-frequency ባህሪ (ነጠላ ሲሜትሪክ ከፍተኛ) ያለው መመርመሪያ መምረጥ እና በጥናት ላይ ያለውን የናሙናውን ወለል ምስል ማግኘት ያስፈልጋል።

የላብራቶሪ ሪፖርቱ የሚከተሉትን ማካተት አለበት:

1. የንድፈ ሐሳብ ክፍል (ጥያቄዎችን ለመቆጣጠር መልሶች).

2. የሙከራው ክፍል ውጤቶች (የተካሄደው ምርምር መግለጫ, የተገኙ ውጤቶች እና መደምደሚያዎች).

1. የባዮሎጂካል ዕቃዎችን ሞርፎሎጂ ለማጥናት ዘዴዎች.

2. የፍተሻ ማይክሮስኮፕ፡-

የ SPM ንድፍ;

የ SPM ዓይነቶች: STM, AFM;

የ SPM ውሂብ ቅርጸት፣ የ SPM ውሂብ ምስላዊ እይታ።

3. ለ SPM ጥናቶች ናሙናዎችን ማዘጋጀት፡-

የባክቴሪያ ሴሎች ሞርፎሎጂ እና መዋቅር;

SPM ን በመጠቀም ሞርፎሎጂን ለማጥናት ዝግጅቶችን ማዘጋጀት.

4. የ NanoEducator SPM ንድፍ እና ቁጥጥር ፕሮግራም መግቢያ.

5. የ SPM ምስል ማግኘት.

6. የተገኙትን ምስሎች ሂደት እና ትንተና. የ SPM ምስሎች የቁጥር ባህሪ።

የባዮሎጂካል ዕቃዎችን ዘይቤ ለማጥናት የሚረዱ ዘዴዎች

የሴሎች ባህሪይ ዲያሜትር 10  20 μm, ባክቴሪያ ከ 0.5 እስከ 3  5 μm ነው, እነዚህ እሴቶች በአይን ከሚታየው ትንሹ ቅንጣት 5 እጥፍ ያነሱ ናቸው. ስለዚህ, የሴሎች የመጀመሪያ ጥናት ሊደረግ የቻለው የኦፕቲካል ማይክሮስኮፕ ከተፈጠረ በኋላ ብቻ ነው. በ 17 ኛው ክፍለ ዘመን መገባደጃ ላይ. አንቶኒዮ ቫን ሉዌንሆክ የመጀመሪያውን የጨረር ማይክሮስኮፕ ሠራ፤ ከዚያ በፊት ሰዎች በሽታ አምጪ ተህዋሲያን ማይክሮቦች እና ባክቴሪያዎች መኖራቸውን እንኳን አልጠረጠሩም ነበር። 7-1።

የኦፕቲካል ማይክሮስኮፕ

ሴሎችን በማጥናት ላይ ያሉ ችግሮች ቀለም የሌላቸው እና ግልጽነት ያላቸው በመሆናቸው የመሠረታዊ አወቃቀሮቻቸው ግኝት የተከናወነው ማቅለሚያዎችን ወደ ተግባር ከገባ በኋላ ብቻ ነው. ማቅለሚያዎቹ በቂ የምስል ንፅፅር አቅርበዋል. ኦፕቲካል ማይክሮስኮፕን በመጠቀም በ0.2µm ርቀት ላይ ያሉትን ነገሮች መለየት ትችላለህ፣ ማለትም. በኦፕቲካል ማይክሮስኮፕ ውስጥ አሁንም ሊለዩ የሚችሉት በጣም ትንሹ ነገሮች ባክቴሪያ እና ሚቶኮንድሪያ ናቸው. የትንንሽ ሕዋስ አካላት ምስሎች በብርሃን ሞገድ ተፈጥሮ ምክንያት በተፈጠሩ ውጤቶች የተዛቡ ናቸው።

ለረጅም ጊዜ የሚቆዩ ዝግጅቶችን ለማዘጋጀት ህዋሶች እንዳይንቀሳቀሱ እና እንዲጠበቁ በማስተካከል በማስተካከል ይታከማሉ. በተጨማሪም ማስተካከል የሕዋስ ተደራሽነትን ወደ ማቅለሚያዎች ይጨምራል, ምክንያቱም የሕዋስ ማክሮ ሞለኪውሎች በተሻጋሪ ማገናኛዎች አንድ ላይ ይያዛሉ, ይህም በተወሰነ ቦታ ላይ ያረጋጋቸዋል እና ያስተካክላቸዋል. ብዙ ጊዜ አልዲኢይድ እና አልኮሆል እንደ መጠገኛ ይሠራሉ (ለምሳሌ ግሉታራልዳይድ ወይም ፎርማለዳይድ ከነጻ አሚኖ ፕሮቲኖች እና ከአጎራባች ሞለኪውሎች ጋር የተቆራኙ ትስስር ይፈጥራሉ)። ከተስተካከለ በኋላ ህብረ ህዋሱ ብዙውን ጊዜ በጣም ቀጭን በሆኑ ክፍሎች (ከ1 እስከ 10 µm ውፍረት) በማይክሮቶም ይቆረጣል፣ ከዚያም በመስታወት ስላይድ ላይ ይቀመጣል። ይህ የዝግጅት ዘዴ የሴሎች ወይም የማክሮ ሞለኪውሎችን አወቃቀር ሊጎዳ ይችላል, ስለዚህ በፍጥነት ማቀዝቀዝ ተመራጭ ዘዴ ነው. የቀዘቀዙ ቲሹዎች በቀዝቃዛ ክፍል ውስጥ በተገጠመ ማይክሮቶም ተቆርጠዋል። ክፍሎቹን ካዘጋጁ በኋላ ሴሎቹ ተበክለዋል. ኦርጋኒክ ማቅለሚያዎች (ማላቺት አረንጓዴ, ጥቁር ሱዳን, ወዘተ) በዋናነት ለዚህ ዓላማ ጥቅም ላይ ይውላሉ. እያንዳንዳቸው ለሴሉላር ክፍሎች በተወሰነ ቅርርብ ተለይተው ይታወቃሉ, ለምሳሌ, ሄማቶክሲሊን በአሉታዊ መልኩ ለተሞሉ ሞለኪውሎች ቅርበት አለው, ስለዚህም በሴሎች ውስጥ ዲ ኤን ኤ ለመለየት ያስችላል. አንድ የተወሰነ ሞለኪውል በትንሽ መጠን ውስጥ በሴል ውስጥ የሚገኝ ከሆነ, የፍሎረሰንት ማይክሮስኮፕን ለመጠቀም በጣም ምቹ ነው.

የፍሎረሰንት ማይክሮስኮፕ

የፍሎረሰንት ማቅለሚያዎች የአንድን የሞገድ ርዝመት ብርሃን ይቀበላሉ እና የሌላውን ረጅም የሞገድ ርዝመት ያመነጫሉ። እንዲህ ዓይነቱ ንጥረ ነገር በብርሃን ከተበጠበጠ የሞገድ ርዝመቱ በቀለም ከተመጠው የብርሃን የሞገድ ርዝመት ጋር የሚመሳሰል ከሆነ እና ከዚያም በቀለም ከሚወጣው ብርሃን ጋር ተመጣጣኝ የሆነ የሞገድ ርዝመት ያለው ብርሃን የሚያስተላልፍ ማጣሪያ ጥቅም ላይ ይውላል, የፍሎረሰንት ሞለኪውል ሊታወቅ ይችላል. በጨለማ መስክ ውስጥ በማብራት. የሚፈነጥቀው ብርሃን ከፍተኛ ጥንካሬ የእንደዚህ አይነት ሞለኪውሎች ባህሪይ ነው. ሴሎችን ለመበከል የፍሎረሰንት ማቅለሚያዎችን መጠቀም ልዩ የፍሎረሰንት ማይክሮስኮፕ መጠቀምን ያካትታል ይህ ማይክሮስኮፕ ከተለመደው የኦፕቲካል ማይክሮስኮፕ ጋር ተመሳሳይ ነው, ነገር ግን ከኃይለኛ ብርሃን ሰጪው ብርሃን በሁለት የማጣሪያዎች ስብስብ ውስጥ ያልፋል - አንደኛው የጨረር ጨረሩን በከፊል ለማስቆም ነው. ከናሙናው ፊት ለፊት እና ሌላኛው ከናሙናው የተቀበለውን ብርሃን ለማጣራት. የመጀመሪያው ማጣሪያ የተወሰነ የፍሎረሰንት ቀለም የሚያስደስት የሞገድ ርዝመት ብርሃን ብቻ በሚያስተላልፍ መንገድ ተመርጧል; በተመሳሳይ ጊዜ, ሁለተኛው ማጣሪያ ይህንን የአደጋ ብርሃን ያግዳል እና ቀለም በሚፈነዳበት ጊዜ የሚወጣውን የሞገድ ርዝመት ብርሃን ያስተላልፋል.

የፍሎረሰንት ማይክሮስኮፒ ብዙውን ጊዜ የተወሰኑ ፕሮቲኖችን ወይም ሌሎች ሞለኪውሎችን ከፍሎረሰንት ማቅለሚያዎች ጋር በጥምረት ከተጣመሩ በኋላ ፍሎረሰንት ይሆናሉ። ለዚሁ ዓላማ, ሁለት ማቅለሚያዎች ብዙውን ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላሉ - ፍሎረሰንት ፣በብርሃን ሰማያዊ ብርሃን በመነሳሳት ላይ ኃይለኛ ቢጫ-አረንጓዴ ፍሎረሰንት ይፈጥራል ሮዳሚን,ቢጫ-አረንጓዴ ብርሃን ጋር excitation በኋላ ጥቁር ቀይ fluorescence መንስኤ. ለቀለም ሁለቱንም ፍሎረሴይን እና ሮዳሚን በመጠቀም የተለያዩ ሞለኪውሎችን ስርጭት ማግኘት ይቻላል.

የጨለማ መስክ ማይክሮስኮፕ

የሕዋስ አወቃቀሩን ዝርዝር ለማየት ቀላሉ መንገድ በተለያዩ የሕዋስ ክፍሎች የተበተኑትን ብርሃን መመልከት ነው። በጨለማ-መስክ ማይክሮስኮፕ ውስጥ, ከብርሃን ሰጪው ጨረሮች ወደ ጎን ይመራሉ, እና የተበታተኑ ጨረሮች ብቻ ወደ ማይክሮስኮፕ ሌንስ ውስጥ ይገባሉ. በዚህ መሠረት ሴል በጨለማ መስክ ላይ እንደ ብርሃን የፈነጠቀ ነገር ይመስላል. የጨለማው መስክ ማይክሮስኮፕ ዋነኛ ጥቅሞች አንዱ በመከፋፈል እና በስደት ሂደት ውስጥ የሴሎች እንቅስቃሴን የመከታተል ችሎታ ነው. የተንቀሳቃሽ ስልክ እንቅስቃሴዎች በተለምዶ በጣም ቀርፋፋ እና በእውነተኛ ጊዜ ለመመልከት አስቸጋሪ ናቸው። በዚህ አጋጣሚ ፍሬም-በ-ፍሬም (የጊዜ-ጊዜ) ማይክሮ-ፊልም ወይም ቪዲዮ መቅዳት ጥቅም ላይ ይውላል. ተከታታይ ክፈፎች በጊዜ ውስጥ ይለያያሉ፣ ነገር ግን ቀረጻው በመደበኛ ፍጥነት ተመልሶ ሲጫወት፣ የእውነተኛ ክስተቶች ምስል በፍጥነት ይጨምራል።

በቅርብ ዓመታት ውስጥ, የቪዲዮ ካሜራዎች እና ተዛማጅ የምስል ማቀነባበሪያ ቴክኖሎጂዎች የኦፕቲካል ማይክሮስኮፕን ችሎታዎች በእጅጉ አሳድገዋል. ለአጠቃቀማቸው ምስጋና ይግባውና በሰው ፊዚዮሎጂ ልዩነት ምክንያት የተፈጠሩ ችግሮችን ማሸነፍ ተችሏል. እነሱም፡-

1. በተለመደው ሁኔታ ውስጥ ያለው ዓይን በጣም ደካማ ብርሃንን አይመዘግብም.

2. ዓይን በደማቅ ዳራ ላይ የብርሃን ጥንካሬ ጥቃቅን ልዩነቶችን መለየት አይችልም.

ከእነዚህ ችግሮች ውስጥ የመጀመሪያው እጅግ በጣም ከፍተኛ-ስሜታዊነት ያላቸው የቪዲዮ ካሜራዎች ወደ ማይክሮስኮፕ ከተጨመሩ በኋላ ተወግዷል. ይህም ለረጅም ጊዜ በዝቅተኛ ብርሃን ውስጥ ሴሎችን ለመመልከት አስችሏል, ይህም ለረጅም ጊዜ ለደማቅ ብርሃን መጋለጥን ያስወግዳል. በህያዋን ህዋሶች ውስጥ የፍሎረሰንት ሞለኪውሎችን ለማጥናት የኢሜጂንግ ሲስተምስ በጣም አስፈላጊ ነው። ምስሉ በቪዲዮ ካሜራ የተሰራው በኤሌክትሮኒካዊ ሲግናሎች በመሆኑ፣ ወደ ኮምፒዩተር መላክ እና ድብቅ መረጃን ለማውጣት ተጨማሪ ሂደትን በጥሩ ሁኔታ ወደ ቁጥራዊ ምልክቶች መለወጥ ይችላል።

በኮምፒዩተር ጣልቃገብነት በአጉሊ መነጽር ሊገኝ የሚችለው ከፍተኛ ንፅፅር በጣም ትናንሽ ነገሮችን እንኳን ለመመልከት ያስችለዋል ፣እንደ ነጠላ ማይክሮቱቡሎች ፣ ዲያሜትራቸው ከብርሃን የሞገድ ርዝመት (0.025 μm) አንድ አስረኛ ያነሰ ነው። የግለሰብ ማይክሮቱቡሎች የፍሎረሰንት ማይክሮስኮፒን በመጠቀም ሊታዩ ይችላሉ. ነገር ግን፣ በሁለቱም ሁኔታዎች፣ ምስሉን በከፍተኛ ሁኔታ የሚቀይሩ የዲፍራክሽን ውጤቶች አይቀሬ ናቸው። በዚህ ሁኔታ, የአሸናፊዎቹ ዲያሜትር የተዋጣለት (0.2 μm) የግለሰቦችን ማይክሮ ትናንሽ ብልቶች ከበርካታ ማይክሮብቶች ጥቅል ለመለየት የማይቻል ነው. ይህንን ችግር ለመፍታት ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ ያስፈልጋል, የመፍትሄው ወሰን ከሚታየው ብርሃን የሞገድ ርዝመት በላይ ይለዋወጣል.

ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ

በሞገድ ርዝመት እና በመፍታት ገደብ መካከል ያለው ግንኙነት ለኤሌክትሮኖችም እውነት ነው. ነገር ግን፣ ለኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ፣ የመፍትሄ ገደቡ ከዲፍራክሽን ወሰን በእጅጉ ያነሰ ነው። ፍጥነቱ ሲጨምር የኤሌክትሮን የሞገድ ርዝመት ይቀንሳል። በኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ በ 100,000 ቮልት ቮልቴጅ ውስጥ, የኤሌክትሮን ሞገድ ርዝመት 0.004 nm ነው. በንድፈ ሀሳብ መሰረት, የእንደዚህ አይነት ማይክሮስኮፕ መፍትሄ 0.002 nm ነው. ሆኖም ግን, በእውነቱ, በኤሌክትሮን ሌንሶች ትንሽ የቁጥር ክፍተቶች ምክንያት, የዘመናዊ ኤሌክትሮኖች ማይክሮስኮፕ መፍታት በጣም ጥሩው 0.1 nm ነው. የናሙና ዝግጅት እና የጨረር መጎዳት ችግሮች መደበኛውን ጥራት በእጅጉ ይቀንሳሉ ፣ ይህም ለባዮሎጂካል ነገሮች 2 nm (ከብርሃን ማይክሮስኮፕ 100 ጊዜ ያህል ከፍ ያለ ነው)።

የኤሌክትሮኖች ምንጭ በ ማስተላለፊያ ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ (TEM)ሁለት ሜትር ቁመት ባለው የሲሊንደሪክ አምድ አናት ላይ የሚገኝ የካቶድ ክር ነው። ከአየር ሞለኪውሎች ጋር በሚጋጩበት ጊዜ ኤሌክትሮኖች እንዳይበታተኑ, በአምዱ ውስጥ ክፍተት ይፈጠራል. ከካቶድ ክር የሚወጡት ኤሌክትሮኖች በአቅራቢያው ባለው አኖድ ይጣደፋሉ እና በትንሽ ቀዳዳ ውስጥ ያልፋሉ እና ወደ ዓምዱ ግርጌ የሚሄድ የኤሌክትሮን ጨረር ይፈጥራሉ። ከዓምዱ ጋር በተወሰነ ርቀት ላይ የኤሌክትሮን ጨረሩን የሚያተኩሩ የቀለበት ማግኔቶች አሉ፣ ልክ እንደ የመስታወት ሌንሶች የብርሃን ጨረር በኦፕቲካል ማይክሮስኮፕ ውስጥ እንደሚያተኩሩ። ናሙናው በአምዱ ውስጥ በአየር መቆለፊያ በኩል, በኤሌክትሮን ጨረር መንገድ ላይ ይቀመጣል. በናሙናው ውስጥ በሚያልፍበት ጊዜ የኤሌክትሮኖች ክፍል በዚህ አካባቢ ባለው ንጥረ ነገር ጥግግት መሠረት ተበታትኗል ፣ የተቀሩት ኤሌክትሮኖች ያተኮሩ እና ምስል ይመሰርታሉ (በእይታ ማይክሮስኮፕ ውስጥ ካለው ምስል ምስረታ ጋር ተመሳሳይ ነው) በፎቶግራፍ ሳህን ላይ ወይም በፎስፈረስ ስክሪን ላይ.

የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ ትልቁ ጉዳቶች አንዱ ባዮሎጂካል ናሙናዎች በልዩ ሂደት መከናወን አለባቸው። በመጀመሪያ ፣ በመጀመሪያ ከግሉታራልዴይድ እና ከአስሚክ አሲድ ጋር ተስተካክለዋል ፣ ይህም የሊፕዲዶች እና ፕሮቲኖች ባዮይየርን በማሰር እና በማረጋጋት ነው። በሁለተኛ ደረጃ ኤሌክትሮኖች ዝቅተኛ የመግባት ኃይል አላቸው, ስለዚህ እጅግ በጣም ቀጭን ክፍሎች መደረግ አለባቸው, እና ለዚህም ናሙናዎቹ በውሃ የተሟጠጡ እና በሬንጅ የተተከሉ ናቸው. ሦስተኛ፣ ንፅፅርን ለመጨመር ናሙናዎች እንደ ኦስሚየም፣ ዩራኒየም እና እርሳስ ባሉ በከባድ ብረት ጨዎች ይታከማሉ።

የላይኛውን ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ምስል ለማግኘት, ጥቅም ላይ ይውላል የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ (ሴም) መቃኘትበናሙናው ወለል የተበተኑ ወይም የሚለቁ ኤሌክትሮኖችን የሚጠቀም። በዚህ ሁኔታ, ናሙናው ተስተካክሏል, ደርቆ እና በቀጭኑ የሄቪ ሜታል ፊልም ተሸፍኗል, ከዚያም በኤሌክትሮኖች ጠባብ ጨረር ይቃኛል. በዚህ ሁኔታ, ወለል ላይ irradiation ወቅት ተበታትነው ኤሌክትሮኖች ብዛት ይገመታል. የተገኘው እሴት ከመጀመሪያው ጋር በተመሳሳይ መልኩ የሚንቀሳቀስ እና በማያ ገጹ ላይ ምስልን የሚሠራውን የሁለተኛውን ጨረር መጠን ለመቆጣጠር ይጠቅማል። የስልቱ መፍታት 10 nm ያህል ነው እና የውስጠ-ህዋስ አካላትን ለማጥናት አይተገበርም. በዚህ ዘዴ የተጠኑ ናሙናዎች ውፍረት የሚወሰነው በኤሌክትሮኖች የመግባት ችሎታ ወይም ጉልበታቸው ነው.

የእነዚህ ሁሉ ዘዴዎች ዋነኛ እና ጉልህ ጉዳቶች የናሙና ዝግጅት ቆይታ, ውስብስብነት እና ከፍተኛ ወጪ ናቸው.

የአጉሊ መነጽር ቅኝት

በመቃኛ መፈተሻ ማይክሮስኮፕ (ኤስፒኤም) ውስጥ፣ ከኤሌክትሮን ጨረር ወይም ከጨረር ጨረር ይልቅ፣ የናሙናውን ወለል ለመቃኘት ሹል መጠይቅ፣ መርፌ ጥቅም ላይ ይውላል። በምሳሌያዊ አነጋገር, አንድ ናሙና በኦፕቲካል ወይም በኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ ውስጥ ከተመረመረ, በ SPM ውስጥ ይሰማል ማለት እንችላለን. በውጤቱም, በተለያዩ ሚዲያዎች ውስጥ የነገሮች ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ምስሎችን ማግኘት ይቻላል-ቫኩም, አየር, ፈሳሽ.

ለባዮሎጂካል ምርምር የተስተካከሉ ልዩ የ SPM ዲዛይኖች በአንድ ጊዜ የእይታ ምልከታ ሁለቱንም ሕያዋን ህዋሶች በተለያዩ ፈሳሽ ሚዲያዎች እና በአየር ውስጥ ያሉ ቋሚ ዝግጅቶችን ለመቃኘት ያስችላቸዋል።

የፍተሻ ማይክሮስኮፕ

የፍተሻ መጠይቅን ማይክሮስኮፕ ስም የክወናውን መርህ ያንፀባርቃል - የናሙናውን ወለል መቃኘት ፣ በዚህ ጊዜ የመርማሪው መስተጋብር ደረጃ በደረጃ ምንባብ ይከናወናል። የፍተሻ ቦታው መጠን እና በውስጡ ያሉት የነጥቦች ብዛት N X · N Y ሊገለጽ ይችላል. ብዙ ነጥቦች ተገልጸዋል, ከፍተኛ ጥራት ያለው የላይኛው ምስል ተገኝቷል. በሲግናል ንባብ ነጥቦች መካከል ያለው ርቀት ስካኒንግ ፒንት ይባላል። የፍተሻ ደረጃው ከሚጠኑት የገጽታ ዝርዝሮች ያነሰ መሆን አለበት። ፍተሻው በፍተሻው ሂደት ውስጥ ይንቀሳቀሳል (ምሥል 7 -1 ይመልከቱ) ወደ ፊት እና በተቃራኒ አቅጣጫዎች (በፈጣን የፍተሻ አቅጣጫ) ወደ ቀጣዩ መስመር የሚደረገው ሽግግር በቋሚ አቅጣጫ (በዝግታ የፍተሻ አቅጣጫ) ይከናወናል ። .

ሩዝ. 7 1. የቃኘው ሂደት ስዕላዊ መግለጫ
(ምልክቱ የሚነበበው በአሳሹ ወደፊት በሚገፋበት ጊዜ ነው)

በሚነበበው ምልክት ባህሪ ላይ በመመስረት ማይክሮስኮፖች የተለያዩ ስሞች እና ዓላማዎች አሏቸው።

የአቶሚክ ኃይል ማይክሮስኮፕ (ኤኤፍኤም)፣ በምርመራው አቶሞች እና በናሙና አተሞች መካከል ያለው የኢንተርአቶሚክ መስተጋብር ኃይሎች ይነበባሉ።

መሿለኪያ ማይክሮስኮፕ (STM)፣ በመምራት ናሙና እና በምርመራው መካከል የሚፈሰውን የዋሻው ፍሰት ያነባል።

መግነጢሳዊ ኃይል ማይክሮስኮፕ (ኤምኤፍኤም) ፣ በመግነጢሳዊ ቁሳቁስ በተሸፈነው መጠይቅ እና መግነጢሳዊ ባህሪዎችን በሚለይ ናሙና መካከል ያለው የግንኙነት ኃይሎች ይነበባሉ ።

ኤሌክትሮስታቲክ ሃይል ማይክሮስኮፕ (ESM) በናሙና ወለል ላይ የኤሌክትሪክ እምቅ ስርጭትን የሚያሳይ ምስል እንዲያገኝ ያስችለዋል. መመርመሪያዎች የማን ጫፍ በቀጭኑ conductive ፊልም (ወርቅ ወይም ፕላቲነም) ጋር የተሸፈነ ነው.

የ SPM ንድፍ

SPM የሚከተሉትን ዋና ዋና ክፍሎች ያቀፈ ነው (ምስል 7 -2)፡- መፈተሻ፣ ፒኢዞኤሌክትሪክ አንቀሳቃሾች በጥናት ላይ ባለው የናሙና ወለል ላይ በ X፣ Y፣ Z ውስጥ ያለውን መፈተሻ ለማንቀሳቀስ፣ የግብረመልስ ወረዳ እና ኮምፒዩተር ፍተሻውን ለመቆጣጠር ሂደት እና ምስል ማግኘት.

ምስል 7 2. የቃኝ ምርመራ ማይክሮስኮፕ ንድፍ

የመመርመሪያ ዳሳሽ - ናሙናውን የሚቃኝ የኃይል ምርመራ ማይክሮስኮፕ አካል። የመርማሪው ዳሳሽ ካንትሪቨር (ስፕሪንግ ኮንሶል) አራት ማዕዘን ቅርጽ ያለው (I-ቅርጽ) ወይም ባለ ሦስት ማዕዘን (V-ቅርጽ) ዓይነቶችን (ምስል 7-3) ይይዛል በዚህ መጨረሻ ላይ የጠቆመ መጠይቅ (ምስል 7 -3) ብዙውን ጊዜ ሾጣጣ ወይም ፒራሚዳል ቅርጽ አለው. የካንቴሉ ሌላኛው ጫፍ ከስር (ቺፕ ከሚባለው) ጋር ተያይዟል. የመርማሪ ዳሳሾች ከሲሊኮን ወይም ከሲሊኮን ናይትራይድ የተሠሩ ናቸው። የካንቶሌል ዋነኛ ባህሪው የኃይል ቋሚ (የጠንካራ ጥንካሬ) ነው, ከ 0.01 N / m እስከ 1020 N / m ይለያያል. ባዮሎጂያዊ ቁሳቁሶችን ለማጥናት, 0.01  0.06 N / m ጥንካሬ ያላቸው "ለስላሳ" መመርመሪያዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ.

ሩዝ. 7 3. የፒራሚዳል ኤኤፍኤም መመርመሪያ ዳሳሾች ምስሎች
በኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ የተገኘ;
a – I-ቅርጽ ያለው ዓይነት፣ b – V-ቅርጽ ያለው ዓይነት፣ ሐ – በሸንበቆው ጫፍ ላይ ፒራሚድ

የፓይዞኤሌክትሪክ አንቀሳቃሾች ወይም ስካነሮች - በናሙና ላይ ቁጥጥር የሚደረግበት እንቅስቃሴ ወይም ናሙናው ራሱ ከአጭር አጭር ርቀቶች ላይ ካለው ፍተሻ አንጻር። የፓይዞኤሌክትሪክ አንቀሳቃሾች የኤሌክትሪክ ቮልቴጅ ሲጫኑ መጠንን የሚቀይሩ የፓይዞሴራሚክ ቁሳቁሶችን ይጠቀማሉ. በኤሌክትሪክ መስክ ተጽእኖ ስር የጂኦሜትሪክ መለኪያዎችን የመቀየር ሂደት ተገላቢጦሽ የፓይዞኤሌክትሪክ ተጽእኖ ይባላል. በጣም የተለመደው ፓይዞማቲያል እርሳስ ዚርኮኔት ቲታኔት ነው.

ስካነር በሦስት መጋጠሚያዎች ላይ እንቅስቃሴን የሚሰጥ የፓይዞሴራሚክ መዋቅር ነው፡ x፣ y (በናሙና ላተራል አውሮፕላን) እና z (በአቀባዊ)። ብዙ አይነት ስካነሮች አሉ, በጣም የተለመዱት የሶስትዮሽ እና የቱቦ ስካነሮች ናቸው (ምስል 7-4).

ሩዝ. 7 4. ስካነር ንድፎች፡ a) - tripod, b) - tubular

በትሪፖድ ስካነር ውስጥ፣ በሶስት መጋጠሚያዎች የሚደረጉ እንቅስቃሴዎች በሦስት ገለልተኛ የፓይዞሴራሚክ ዘንጎች ኦርቶጎን መዋቅር ይመሰረታሉ።

በ tubular scanner ውስጥ፣ ክፍት የሆነ የፓይዞኤሌክትሪክ ቱቦ በXZ እና ZY አውሮፕላኖች ውስጥ መታጠፍ እና የቧንቧውን እንቅስቃሴ በሚቆጣጠሩት ኤሌክትሮዶች ላይ ተገቢው ቮልቴጅ ሲተገበር በዜድ ዘንግ ላይ ይሰፋል ወይም ኮንትራት ይሠራል። በ XY አውሮፕላን ውስጥ እንቅስቃሴን የሚቆጣጠሩ ኤሌክትሮዶች በቱቦው ውጫዊ ክፍል ላይ ይገኛሉ ፣ በ Z ውስጥ እንቅስቃሴን ለመቆጣጠር ፣ እኩል ቮልቴጅ በ X እና Y ኤሌክትሮዶች ላይ ይተገበራል።

የግብረመልስ ወረዳ - የ SPM ኤለመንቶች ስብስብ, በእሱ እርዳታ, በመቃኘት ጊዜ, ፍተሻው ከናሙናው ወለል ላይ ባለው ቋሚ ርቀት ላይ ይያዛል (ምሥል 7 -5). በፍተሻው ሂደት ውስጥ, ፍተሻው በተለያየ መልክዓ ምድራዊ አቀማመጥ ባለው የናሙና ወለል ቦታዎች ላይ ሊቀመጥ ይችላል, በዚህ ሁኔታ የመመርመሪያ-ናሙና ርቀት Z ይቀየራል, እና የቲፕ-ናሙና መስተጋብር መጠን በዚህ መሰረት ይለወጣል.

ሩዝ. 7 5. የመመርመሪያ ማይክሮስኮፕ ግብረመልስ ወረዳን መቃኘት

መፈተሻው ወደ ላይ ሲቃረብ፣ የመመርመሪያ-ናሙና መስተጋብር ኃይሎች ይጨምራሉ፣ እና ከመቅጃ መሳሪያው የሚመጣው ምልክትም ይጨምራል። ቪ(ቲ), የትኛው በቮልቴጅ አሃዶች ውስጥ ይገለጻል. ማነፃፀሪያው ምልክቱን ያወዳድራል ቪ(ቲ) በማጣቀሻ ቮልቴጅ ቪ መደገፍእና የእርምት ምልክት ያመነጫል ቪ ዘጋቢ. የማስተካከያ ምልክት ቪ ዘጋቢወደ ስካነር ይመገባል እና ፍተሻው ከናሙናው ላይ ይነሳል. የማመሳከሪያ ቮልቴጁ ከናሙናው የተወሰነ ርቀት ላይ በሚሆንበት ጊዜ ከመቅጃ መሳሪያው ላይ ካለው ምልክት ጋር የሚዛመደው ቮልቴጅ ነው. በፍተሻ ጊዜ ይህን የተገለጸውን የመመርመሪያ-ናሙና ርቀትን በመጠበቅ፣ የግብረመልስ ስርዓቱ የተገለጸውን የመመርመሪያ-ናሙና መስተጋብር ኃይልን ይጠብቃል።

ሩዝ. 7 6. በአስተያየት ስርዓቱ የማያቋርጥ የቲፕ-ናሙና መስተጋብር ኃይልን ለመጠበቅ ሂደት ውስጥ የመርማሪው አንጻራዊ እንቅስቃሴ አቅጣጫ።

በስእል. 7 -6 የማያቋርጥ የፍተሻ-ናሙና መስተጋብር ኃይልን ጠብቆ ከናሙናው ጋር ሲነፃፀር የፍተሻውን አቅጣጫ ያሳያል። መፈተሻው ከጉድጓዱ በላይ ከሆነ, ቮልቴጅ ወደ ስካነር ይጫናል, ይህም ስካነሩ እንዲራዘም ያደርገዋል, ፍተሻውን ይቀንሳል.

የአስተያየት ዑደቱ ፍጥነት በምርመራ-ናሙና ርቀት ላይ ለውጥ (የናሙና-ናሙና መስተጋብር) በአስተያየቱ ዑደት ቋሚነት ይወሰናል. ኬ. እሴቶች ኬበአንድ የተወሰነ SPM ዲዛይን (የስካነር ንድፍ እና ባህሪዎች) ፣ የ SPM አሠራር ሁኔታ (የፍተሻ ቦታው መጠን ፣ የፍተሻ ፍጥነት ፣ ወዘተ) እንዲሁም በጥናት ላይ ባለው ወለል ባህሪዎች ላይ የተመሠረተ ነው። (የእርዳታ ባህሪያት ልኬት, የቁሱ ጥንካሬ, ወዘተ).

የ SPM ዓይነቶች

መሿለኪያ ማይክሮስኮፕን በመቃኘት ላይ

በኤስቲኤም ውስጥ የመቅጃ መሳሪያው (ምስል 7 -7) በብረት መፈተሻ መካከል የሚፈሰውን የመሿለኪያ ጅረት ይለካል፣ ይህም በናሙናው ወለል ላይ ባለው አቅም እና በመሬቱ አቀማመጥ ላይ በመመስረት ይለያያል። መፈተሻው በሹል የተሳለ መርፌ ነው, የጫፉ ራዲየስ ራዲየስ ብዙ ናኖሜትር ሊደርስ ይችላል. ከፍተኛ ጥንካሬ እና ኬሚካላዊ የመቋቋም ችሎታ ያላቸው ብረቶች አብዛኛውን ጊዜ እንደ መመርመሪያ ቁሳቁሶች ያገለግላሉ- tungsten ወይም platinum.

ሩዝ. 7 7. የዋሻው መፈተሻ ዳሳሽ እቅድ

በመተላለፊያው መፈተሻ እና በኮንዳክቲቭ ናሙና መካከል ቮልቴጅ ይተገበራል. የመርማሪው ጫፍ ከናሙናው 10A ያህል ሲርቅ፣ ከናሙናው ውስጥ ያሉት ኤሌክትሮኖች በቮልቴጅ ምልክት ላይ በመመስረት ክፍተቱን ወደ መፈተሻው ወይም በተቃራኒው መሿለኪያ ይጀምራሉ (ምስል 7 - 8)።

ሩዝ. 7 8. የመርማሪው ጫፍ ከናሙናው ጋር ያለውን መስተጋብር የመርሃግብር መግለጫ

የውጤቱ ዋሻ ጅረት የሚለካው በመቅጃ መሳሪያ ነው። መጠኑ አይ ቲበዋሻው ግንኙነት ላይ ከተተገበረው ቮልቴጅ ጋር ተመጣጣኝ ቪእና ከመርፌ እስከ ናሙና ባለው ርቀት ላይ በስፋት ይወሰናል መ.

ስለዚህ, ከምርመራው ጫፍ እስከ ናሙና ርቀት ላይ ትንሽ ለውጦች መበዋሻው ጅረት ውስጥ ካሉ በጣም ትልቅ ለውጦች ጋር ይዛመዳል አይ ቲ(የቮልቴጅ ግምት ቪቋሚነት ያለው). በዚህ ምክንያት የዋሻው መፈተሻ ዳሳሽ ስሜታዊነት ከ 0.1 nm በታች የሆኑ የከፍታ ለውጦችን ለመለየት በቂ ነው, እና ስለዚህ, በጠንካራው ወለል ላይ የአተሞች ምስል ያግኙ.

የአቶሚክ ኃይል ማይክሮስኮፕ

በጣም የተለመደው የአቶሚክ ኃይል መስተጋብር የፍተሻ ዳሳሽ የፀደይ ቦይ (ከእንግሊዘኛ ቦይ - ኮንሶል) በመጨረሻው ላይ የሚገኝ መጠይቅ ነው። በናሙና እና በምርመራው መካከል ባለው የኃይል መስተጋብር ምክንያት የሚፈጠረው የካንቴለር መታጠፍ መጠን (ምስል 7 -9) የሚለካው በኦፕቲካል ቀረጻ ዑደት በመጠቀም ነው።

የኃይል ዳሳሽ አሠራር መርህ በምርመራ አተሞች እና በናሙና አተሞች መካከል በሚሠሩ የአቶሚክ ኃይሎች አጠቃቀም ላይ የተመሠረተ ነው። የመመርመሪያው-ናሙና ኃይል ሲቀየር, የካንቶል መታጠፍ መጠን ይለወጣል, እና ይህ ለውጥ የሚለካው በኦፕቲካል ቀረጻ ስርዓት ነው. ስለዚህ የአቶሚክ ሃይል ዳሳሽ ከፍተኛ ስሜታዊነት ያለው ስለታም ጠርዝ መፈተሻ ሲሆን ይህም በግለሰብ አቶሞች መካከል ያለውን መስተጋብር ኃይል ለመመዝገብ ያስችላል።

ለአነስተኛ መታጠፊያዎች, በምርመራ-ናሙና ኃይል መካከል ያለው ግንኙነት ኤፍእና የ cantilever ጫፍ ማጠፍ xየሚወሰነው በ ሁክ ህግ ነው፡-

የት ክ - የ cantilever የግዳጅ ቋሚ (ግትርነት ቋሚ)።

ለምሳሌ, ቋሚ የሆነ ካንቴል ጥቅም ላይ ከዋለ ክየ 1 n / m ቅደም ተከተል ፣ ከዚያ በ 0.1 ናኖኖውቶን ቅደም ተከተል የቲፕ-ናሙና መስተጋብር ኃይል እርምጃ ፣ የካንቶሌቨር ማዞር መጠን በግምት 0.1 nm ይሆናል።

እንደነዚህ ያሉ ጥቃቅን እንቅስቃሴዎችን ለመለካት ብዙውን ጊዜ ሴሚኮንዳክተር ሌዘር እና ባለ አራት ክፍል ፎቲዲዮይድ ያለው የኦፕቲካል ማፈናቀል ዳሳሽ (ስእል 7-9) ጥቅም ላይ ይውላል. ካንቴሉ በሚታጠፍበት ጊዜ, ከእሱ የሚንፀባረቀው የሌዘር ጨረር ከፎቶ መፈለጊያው መሃከል አንጻር ይንቀሳቀሳል. ስለዚህ, የካንቴሉ መታጠፍ በፎቶ ዳይሬክተሩ የላይኛው (ቲ) እና ዝቅተኛ (ቢ) ግማሾች ላይ ባለው አንጻራዊ ለውጥ ሊወሰን ይችላል.

ምስል 7 9. የኃይል ዳሳሽ ንድፍ

የመመርመሪያ-ናሙና መስተጋብር ኃይሎች በምርመራ-ናሙና ርቀት ላይ ጥገኛ መሆን

ፍተሻው ወደ ናሙናው ሲቃረብ በመጀመሪያ ማራኪ ኃይሎች (የቫን ደር ዋልስ ኃይሎች) በመኖራቸው ምክንያት ወደ ላይ ይሳባል. መፈተሻው ወደ ናሙናው ሲቃረብ በምርመራው መጨረሻ ላይ ያሉት የአቶሞች ኤሌክትሮኖች ዛጎሎች እና በናሙናው ወለል ላይ ያሉት አቶሞች መደራረብ ይጀምራሉ ይህም ወደ አስጸያፊ ኃይል ይመራል. ርቀቱ የበለጠ እየቀነሰ ሲሄድ, አስጸያፊው ኃይል የበላይ ይሆናል.

በአጠቃላይ, የ interatomic መስተጋብር ጥንካሬ ጥገኛ ኤፍበአተሞች መካከል ባለው ርቀት ላይ አርመልክ አለው፡-

.

ቋሚዎች ሀእና ለእና ገላጮች ኤምእና nእንደ አተሞች አይነት እና በኬሚካላዊ ትስስር አይነት ይወሰናል. ለቫን ደር ዋል ኃይሎች ኤም=7 እና n=3. በጥራት፣ ጥገኝነት F(R) በምስል ላይ ይታያል። 7-10

ሩዝ. 7 10. ርቀት ላይ አቶሞች መካከል ያለውን መስተጋብር ኃይል ጥገኛ

የ SPM ውሂብ ቅርጸት፣ የ SPM ውሂብ ምስላዊ እይታ

በኦፕቲካል ማይክሮስኮፕ በምርመራ ወቅት የተገኘው የገጽታ ሞርፎሎጂ መረጃ በገጽታ ስፋት ምስል መልክ ቀርቧል። SPM ን በመጠቀም የተገኘው መረጃ በሁለት አቅጣጫዊ የኢንቲጀር A ij መልክ ተጽፏል። እያንዳንዱ እሴት ij በፍተሻ መስኩ ውስጥ ካለው የተወሰነ የወለል ነጥብ ጋር ይዛመዳል። የዚህ የቁጥሮች ድርድር ስዕላዊ መግለጫ SPM የተቃኘ ምስል ይባላል።

የተቃኙ ምስሎች ሁለት-ልኬት (2D) ወይም ባለሶስት-ልኬት (3D) ሊሆኑ ይችላሉ። በ2D ምስላዊነት፣ እያንዳንዱ የገጽታ ነጥብ Z= ረ(x,y) በከፍታ ነጥብ ቁመት (ምስል 7 -11 ሀ) መሰረት የተወሰነ የቀለም ድምጽ ይመደባል. በ3-ል እይታ፣ የገጽታ ምስል Z= ረ(x,y) በተወሰነ መንገድ የተሰሉ ፒክሰሎች ወይም የእርዳታ መስመሮችን በመጠቀም በአክሶኖሜትሪክ እይታ የተገነባ ነው። የ3-ል ምስሎችን ለማቅለም በጣም ውጤታማው መንገድ የገጽታ አብርኆትን ሁኔታዎችን ከወለል በላይ በሆነ ቦታ ላይ በሚገኝ የነጥብ ምንጭ (ምስል 7 -11 ለ) ማስመሰል ነው። በተመሳሳይ ጊዜ የእፎይታውን ግለሰባዊ ጥቃቅን ባህሪያት አጽንዖት መስጠት ይቻላል.

ሩዝ. 7 11. የሰው ደም ሊምፎይተስ;
ሀ) 2D ምስል፣ ለ) 3D ምስል ከጎን ብርሃን ጋር

ለ SPM ምርመራ ናሙናዎችን ማዘጋጀት

የባክቴሪያ ሴሎች ሞርፎሎጂ እና መዋቅር

ተህዋሲያን አንድ-ሴል ያላቸው ረቂቅ ተሕዋስያን ሲሆኑ የተለያየ ቅርጽ እና ውስብስብ መዋቅር ያላቸው ሲሆን ይህም የተግባራዊ ተግባራቸውን ልዩነት ይወስናል. ተህዋሲያን በአራት ዋና ቅርጾች ተለይተው ይታወቃሉ፡ ሉላዊ (ሉላዊ)፣ ሲሊንደሪካል (በትር-ቅርጽ)፣ የተጠማዘዘ እና ፋይላሜንት (ማጣቀሻ. 7-2]።

ኮሲ (ሉላዊ ባክቴሪያ) - እንደ ክፍፍል አውሮፕላኑ እና የግለሰቦች ቦታ ላይ በመመስረት ማይክሮኮኪ (የተለየ ኮሲ) ፣ ዲፕሎኮኪ (ጥንድ ኮሲ) ፣ ስቴፕቶኮኮቺ (የ cocci ሰንሰለቶች) ፣ ስታፊሎኮኪ (የወይን ቅርጽ ያለው) ፣ tetracocci (የወይን ቅርጽ ያለው) ተከፍለዋል ። የአራት cocci ቅርጾች) እና sarcina (የ 8 ወይም 16 cocci እሽጎች)።

በትር ቅርጽ - ባክቴሪያዎች በነጠላ ሴሎች, ዲፕሎ- ወይም ስትሬፕቶባክቴሪያዎች መልክ ይገኛሉ.

ጠማማ - vibrios, spirilla እና spirochetes. Vibrios በትንሹ የተጠማዘዙ ዘንጎች መልክ አላቸው ፣ spirilla ከብዙ ጠመዝማዛ ኩርባዎች ጋር የተጠማዘዘ ቅርፅ አላቸው።

የባክቴሪያዎች መጠኖች ከ 0.1 እስከ 10 ማይክሮን ናቸው. የባክቴሪያ ሴል ስብጥር ካፕሱል ፣ የሕዋስ ግድግዳ ፣ ሳይቶፕላስሚክ ሽፋን እና ሳይቶፕላዝምን ያጠቃልላል። ሳይቶፕላዝም ኑክሊዮታይድ, ራይቦዞምስ እና ማካተት ይዟል. አንዳንድ ባክቴሪያዎች ባንዲራ እና ቪሊ የተገጠመላቸው ናቸው. በርከት ያሉ ባክቴሪያዎች ስፖሮች ይፈጥራሉ. የሕዋሱ የመጀመሪያ ተሻጋሪ መጠን ሲያልፍ ስፖሮቹ ስፒል-ቅርጽ ያለው ቅርጽ ይሰጡታል።

የባክቴሪያዎችን ዘይቤ በኦፕቲካል ማይክሮስኮፕ ላይ ለማጥናት ከነሱ ውስጥ ተወላጅ (intravital) ዝግጅቶች ወይም በአኒሊን ቀለም የተቀቡ ቋሚ ስሚር ይዘጋጃሉ. ፍላጀላ፣ የሕዋስ ግድግዳዎች፣ ኑክሊዮታይዶች እና የተለያዩ ሳይቶፕላስሚክ መካተትን ለመለየት ልዩ የማቅለም ዘዴዎች አሉ።

የ SPM ምርመራ የባክቴሪያ ህዋሳትን ስነ-ቅርጽ መመርመር የዝግጅቱን ቀለም አይፈልግም. SPM አንድ ሰው የባክቴሪያውን ቅርፅ እና መጠን በከፍተኛ ደረጃ ጥራት ለመወሰን ያስችላል. መድሃኒቱን በጥንቃቄ በማዘጋጀት እና በትንሽ ራዲየስ ራዲየስ መመርመሪያ በመጠቀም ፍላጀላዎችን መለየት ይቻላል. በተመሳሳይ ጊዜ, በባክቴሪያ ሴል ግድግዳ ላይ ባለው ትልቅ ግትርነት ምክንያት, በአንዳንድ የእንስሳት ህዋሶች ውስጥ እንደሚደረገው ሁሉ የውስጠ-ህዋስ አወቃቀሮችን "መመርመር" አይቻልም.

ለ SPM የስነ-ሕዋሳት ጥናት ዝግጅት ዝግጅት

ከ SPM ጋር ለመጀመሪያ ጊዜ የመሥራት ልምድ, ውስብስብ ዝግጅትን የማይፈልግ ባዮሎጂያዊ ዝግጅትን ለመምረጥ ይመከራል. በቀላሉ ሊደረስበት የሚችል እና በሽታ አምጪ ያልሆኑ የላቲክ አሲድ ባክቴሪያ ከ sauerkraut brine ወይም ከተመረቱ የወተት ተዋጽኦዎች በጣም ተስማሚ ናቸው።

በአየር ውስጥ ለ SPM ምርምር, በጥናት ላይ ያለውን ነገር በንጣፉ ወለል ላይ, ለምሳሌ በሸፈነው መስታወት ላይ በጥብቅ ማስተካከል አስፈላጊ ነው. በተጨማሪም በእገዳው ውስጥ ያሉት የባክቴሪያዎች ጥንካሬ ህዋሳቱ በንጥረቱ ላይ ሲቀመጡ አንድ ላይ እንዳይጣበቁ እና በመካከላቸው ያለው ርቀት በጣም ትልቅ መሆን የለበትም ስለዚህ በፍተሻ ወቅት ብዙ እቃዎችን በአንድ ክፈፍ ውስጥ መውሰድ ይቻላል. . የናሙና ዝግጅት ሁነታ በትክክል ከተመረጠ እነዚህ ሁኔታዎች ይሟላሉ. ባክቴሪያን የያዘ የመፍትሄ ጠብታ በንዑስ ፕላስተር ላይ ከተጠቀሙበት ቀስ በቀስ መከማቸታቸው እና መጣበቅ ይከሰታል። ዋናዎቹ መመዘኛዎች በመፍትሔው ውስጥ ያሉ የሴሎች ክምችት እና የመፍቻ ጊዜ ግምት ውስጥ መግባት አለባቸው. በእገዳው ውስጥ ያለው የባክቴሪያ ክምችት የሚወሰነው የኦፕቲካል ቱርቢዲቲ መስፈርትን በመጠቀም ነው።

በእኛ ሁኔታ, አንድ መለኪያ ብቻ ሚና ይጫወታል - የመታቀፊያ ጊዜ. ጠብታው በመስታወት ላይ በቆየ ቁጥር የባክቴሪያ ህዋሶች እፍጋታቸው እየጨመረ ይሄዳል። በተመሳሳይ ጊዜ, የፈሳሽ ጠብታ መድረቅ ከጀመረ, ዝግጅቱ በተፈጠሩት የመፍትሄ አካላት በጣም የተበከለ ይሆናል. የባክቴሪያ ህዋሶችን (ብሬን) የያዘው የመፍትሄ ጠብታ በሸፈነው መስታወት ላይ ይተገበራል እና ለ 5-60 ደቂቃዎች (እንደ መፍትሄው ስብጥር ይወሰናል). ከዚያም, ጠብታው እስኪደርቅ ድረስ ሳይጠብቅ, በተጣራ ውሃ በደንብ ያጠቡ (ዝግጅቱን በቲማቲክ ጠርሙሶች ውስጥ ብዙ ጊዜ በማጥለቅለቅ). ከደረቀ በኋላ, ዝግጅቱ SPM ን በመጠቀም ለመለካት ዝግጁ ነው.

እንደ ምሳሌ, የላቲክ አሲድ ባክቴሪያን ከሳሃው ብሬን አዘጋጅተናል. በሽፋኑ መስታወት ላይ የጨዋማ ጠብታ የሚቆይበት ጊዜ 5 ደቂቃ ከ20 ደቂቃ ከ1 ሰአት እንዲሆን ተመርጧል (ጠብታው መድረቅ ጀምሯል)። የኤስፒኤም ክፈፎች በምስል ላይ ይታያሉ። 7-12፣ ምስል. 7-13፣
ሩዝ. 7-14

ከሥዕሎቹ መረዳት እንደሚቻለው ለዚህ መፍትሔ በጣም ጥሩው የማብሰያ ጊዜ 510 ደቂቃ ነው። ጠብታው በንጣፉ ላይ የሚቆይበት ጊዜ መጨመር የባክቴሪያ ህዋሶችን ወደ ማጣበቅ ያመራል. የመፍትሄው ጠብታ መድረቅ ሲጀምር, የመፍትሄው ክፍሎች በመስታወት ላይ ይቀመጣሉ እና ሊታጠቡ አይችሉም.

ሩዝ. 7 12. የሽፋን መስታወት ላይ የላቲክ አሲድ ባክቴሪያ ምስሎች,
SPM በመጠቀም የተገኘ.

ሩዝ. 7 13. የሽፋን መስታወት ላይ የላቲክ አሲድ ባክቴሪያ ምስሎች,
SPM በመጠቀም የተገኘ. የመፍትሄው የማብሰያ ጊዜ 20 ደቂቃ

ሩዝ. 7 14. የሽፋን መስታወት ላይ የላቲክ አሲድ ባክቴሪያ ምስሎች,
SPM በመጠቀም የተገኘ. የመፍትሄው መፈልፈያ ጊዜ 1 ሰዓት

ከተመረጡት ዝግጅቶች ውስጥ አንዱን (ምሥል 7-12) በመጠቀም የላቲክ አሲድ ባክቴሪያ ምን እንደሆነ እና በዚህ ጉዳይ ላይ ለእነሱ ምን ዓይነት ቅርፅ እንዳላቸው ለመመልከት ሞክረናል. (ምስል 7-15)

ሩዝ. 7 15. በሽፋኑ መስታወት ላይ የላክቲክ አሲድ ባክቴሪያ ኤኤፍኤም ምስል.
የመፍትሄው የማብሰያ ጊዜ 5 ደቂቃ

ሩዝ. 7 16. የሽፋን መስታወት ላይ የላክቲክ አሲድ ባክቴሪያ ሰንሰለት የኤኤፍኤም ምስል.
የመፍትሄው የማብሰያ ጊዜ 5 ደቂቃ

ብሬን የሚታወቀው ባክቴሪያዎቹ በዱላ ቅርጽ ያላቸው እና በሰንሰለት የተደረደሩ በመሆናቸው ነው።

ሩዝ. 7 17. ለትምህርት SPM NanoEducator የመቆጣጠሪያ ፕሮግራም መስኮት.
የመሳሪያ አሞሌ

የትምህርት SPM ፕሮግራም NanoEducator መሳሪያዎችን በመጠቀም የባክቴሪያ ህዋሶችን መጠን ወሰንን። እነሱ በግምት 0.5 × 1.6 µm ነበሩ።
እስከ 0.8 × 3.5 µm.

የተገኘው ውጤት በበርጌይ ባክቴሪያ መወሰኛ ውስጥ ከተሰጠው መረጃ ጋር ተነጻጽሯል [ሊት. 7-3]።

የላቲክ አሲድ ባክቴሪያ እንደ ላክቶባሲሊ (Lactobacillus) ተመድቧል። ሴሎቹ ብዙውን ጊዜ መደበኛ ቅርጽ ያላቸው ዘንግዎች መልክ አላቸው. ዘንጎቹ ረዣዥም ናቸው፣ አንዳንዴ ኮኮይድ ማለት ይቻላል፣ አብዛኛውን ጊዜ በአጭር ሰንሰለቶች ውስጥ ናቸው። ልኬቶች 0.5 - 1.2 X 1.0 - 10 ማይክሮን. ክርክር አይፈጥሩም; አልፎ አልፎ, በፔሪትሪክ ፍላጀላ ምክንያት ተንቀሳቃሽ ናቸው. በአከባቢው ውስጥ በሰፊው ተሰራጭቷል ፣ በተለይም በእንስሳት እና በእፅዋት አመጣጥ የምግብ ምርቶች ውስጥ የተለመደ። የላቲክ አሲድ ባክቴሪያ የምግብ መፍጫ ሥርዓት መደበኛው ማይክሮፋሎራ አካል ነው። sauerkraut, ቫይታሚኖችን ከያዘው በተጨማሪ የአንጀት microflora ለማሻሻል ጠቃሚ መሆኑን ሁሉም ሰው ያውቃል.

የፍተሻ ምርመራ ማይክሮስኮፕ ንድፍ ናኖ አስተማሪ

በስእል. 7 -18 የመለኪያ ጭንቅላትን ገጽታ ያሳያል SPM NanoEducatorእና በሚሠራበት ጊዜ ጥቅም ላይ የዋለው የመሳሪያው ዋና ዋና ነገሮች ይጠቁማሉ.

ሩዝ. 7 18. የ NanoEducator SPM የመለኪያ ጭንቅላት ገጽታ
1- ቤዝ፣ 2- የናሙና መያዣ፣ 3- መስተጋብር ዳሳሽ፣ 4- ዳሳሽ መጠገኛ ብሎን
5-የእጅ ግቤት፣ 6-ስካነር በአግድመት አውሮፕላን ውስጥ ካለው ናሙና ጋር ለማንቀሳቀስ፣ ባለ 7-መከላከያ ሽፋን ከቪዲዮ ካሜራ ጋር

በስእል. 7 -19 የመለኪያ ጭንቅላትን ንድፍ ያሳያል. በመሠረት 1 ላይ ስካነር 8 የናሙና መያዣ 7 እና ናሙናውን በደረጃ ሞተር ላይ በመመስረት ናሙናውን ወደ ፍተሻ 2 የማቅረብ ዘዴ አለ። በትምህርታዊ SPM NanoEducatorናሙናው ከስካነሩ ጋር ተያይዟል፣ እና ናሙናው ከቋሚ መፈተሻ አንጻር ይቃኛል። በኃይል መስተጋብር ዳሳሽ 4 ላይ የተገጠመው መፈተሻ 6 በእጅ አቅርቦት screw 3 በመጠቀም ወደ ናሙናው ሊመጣ ይችላል።

ሩዝ. 7 19. የ SPM NanoEducator ንድፍ: 1 - መሠረት, 2 - የአቅርቦት ዘዴ,
3 - በእጅ አቅርቦት ብሎኖች ፣ 4 - የግንኙነቶች ዳሳሽ ፣ 5 - ዳሳሽ መጠገኛ ብሎኖች ፣ 6 - መፈተሻ ፣
7 - ናሙና መያዣ ፣ 8 - ስካነር ፣ 9 ፣ 10 - ስካነርን ከናሙናው ጋር ለማንቀሳቀስ ብሎኖች

ስልጠና SPM NanoEducatorየመለኪያ ጭንቅላት፣ የ SPM መቆጣጠሪያ እና በኬብሎች የተገናኘ የመቆጣጠሪያ ኮምፒዩተርን ያካትታል። ማይክሮስኮፕ በቪዲዮ ካሜራ የተገጠመለት ነው። ከመስተጋብር ዳሳሽ የሚመጣው ምልክት በቅድመ ማጉያው ውስጥ ከተለወጠ በኋላ ወደ SPM መቆጣጠሪያ ውስጥ ይገባል. የሥራ አስተዳደር SPM NanoEducatorከኮምፒዩተር በ SPM መቆጣጠሪያ በኩል ይከናወናል.

የግንኙነቶች ዳሳሽ እና ምርመራን ያስገድዱ

በመሳሪያው ውስጥ ናኖ አስተማሪአነፍናፊው በፓይዞሴራሚክ ቱቦ መልክ የተሠራ ነው ርዝመት ኤል= 7 ሚሜ, ዲያሜትር መ= 1.2 ሚሜ እና የግድግዳ ውፍረት ሸ=0.25 ሚሜ, በአንድ ጫፍ ላይ በጥብቅ ተስተካክሏል. በቧንቧው ውስጠኛ ክፍል ላይ የሚመራ ኤሌክትሮድ ይሠራበታል. በቧንቧው ውጫዊ ገጽታ ላይ ሁለት በኤሌክትሪክ የተሸፈኑ ከፊል-ሲሊንደሪክ ኤሌክትሮዶች ይሠራሉ. ዲያሜትር ያለው የተንግስተን ሽቦ
100 µm (ምስል 7 -20)።

ሩዝ. 7 20. የ NanoEducator መሣሪያ ሁለንተናዊ ዳሳሽ ንድፍ

እንደ መመርመሪያ ጥቅም ላይ የሚውለው የሽቦው ነፃ ጫፍ በኤሌክትሮኬሚካላዊ መንገድ የተሳለ ነው፣ የከርቬት ራዲየስ 0.2  0.05 µm ነው። መፈተሻው ከቧንቧው ውስጣዊ ኤሌክትሮድስ ጋር የኤሌክትሪክ ግንኙነት አለው, ከመሳሪያው አካል ጋር የተገናኘ.

በፓይዞኤሌክትሪክ ቱቦ ላይ ሁለት ውጫዊ ኤሌክትሮዶች መኖራቸው የፓይዞኤሌክትሪክ ቱቦ አንድ ክፍል (ከላይ, በስእል 7 -21 መሠረት) እንደ የኃይል መስተጋብር ዳሳሽ (ሜካኒካል ንዝረት ዳሳሽ) እና ሌላኛው ክፍል ጥቅም ላይ ይውላል. እንደ ፒዞ ነዛሪ። ተለዋጭ የኤሌክትሪክ ቮልቴጅ ለፓይዞቪብራሬተር ከኃይል ዳሳሽ አስተጋባ ድግግሞሽ ጋር እኩል ነው። በትልቅ የመመርመሪያ-ናሙና ርቀት ላይ ያለው የመወዛወዝ ስፋት ከፍተኛ ነው። ከሥዕሉ ላይ እንደሚታየው. 7 -22, በመወዝወዝ ሂደት ውስጥ, ፍተሻው ከተመጣጣኝ ቦታው በ A o መጠን ከግዳጅ ሜካኒካል ንዝረቶች ስፋት (የማይክሮሜትር ክፍልፋዮች ነው), ተለዋጭ የኤሌክትሪክ ቮልቴጅ በሁለተኛው ክፍል ላይ ይታያል. የፓይዞ ቱቦ (የወዝወዝ ዳሳሽ), ከምርመራው መፈናቀል ጋር ተመጣጣኝ እና በመሳሪያው የሚለካው.

መርማሪው ወደ ናሙናው ገጽ ሲቃረብ፣ መፈተሻው በሚወዛወዝበት ጊዜ ናሙናውን መንካት ይጀምራል። ይህ ወደ ግራ (ምስል 7 -22) ከሚለካው ኤኤፍሲ ጋር ሲነፃፀር ወደ ግራ የሚፈጠረውን የ amplitude-frequency ምላሽ (AFC) ወደ ግራ ይመራል. የፓይዞቱብ የግዳጅ ንዝረት ድግግሞሽ በቋሚነት እና በነፃ ግዛት ውስጥ ካለው የመወዛወዝ ድግግሞሽ  o ጋር እኩል ስለሚቆይ ፣ መፈተሻው ወደ ላይ ሲቃረብ ፣ የመወዛወዙ ስፋት ይቀንሳል እና ከ A ጋር እኩል ይሆናል። ከፓይዞቱብ ሁለተኛ ክፍል.

ሩዝ. 7 21. የፓይዞኤሌክትሪክ ቱቦ አሠራር መርህ
እንደ የኃይል መስተጋብር ዳሳሽ

ሩዝ. 7 22. የኃይል ዳሳሹን የመወዛወዝ ድግግሞሽ መለወጥ
ወደ ናሙናው ገጽ ሲቃረብ

ስካነር

በመሳሪያው ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉ ጥቃቅን እንቅስቃሴዎችን የማደራጀት ዘዴ ናኖ አስተማሪ, በፔሚሜትር ዙሪያ በተጣበቀ የብረት ሽፋን ላይ የተመሰረተ ነው, በላዩ ላይ የፓይዞኤሌክትሪክ ንጣፍ ተጣብቋል (ምሥል 7 -23 ሀ). በመቆጣጠሪያ ቮልቴጅ ተጽእኖ ውስጥ የፓይዞኤሌክትሪክ ንጣፍ መለኪያዎችን መለወጥ ወደ ሽፋኑ መታጠፍ ያመጣል. እንደዚህ አይነት ሽፋኖችን በሶስት ጎንዮሽ ኩብ ላይ በማስቀመጥ ማዕከሎቻቸውን ከብረት መግቻዎች ጋር በማገናኘት ባለ 3-መጋጠሚያ ስካነር (ምስል 7 -23 ለ) ማግኘት ይችላሉ.

ሩዝ. 7 23. የናኖኢዱካተር መሳሪያ ስካነር ኦፕሬቲንግ መርህ (ሀ) እና ዲዛይን (ለ)

እያንዳንዱ የፓይዞኤሌክትሪክ ኤለመንት 1፣ ከኩብ 2 ፊቶች ጋር ተያይዟል፣ የኤሌክትሪክ ቮልቴጅ በላዩ ላይ ሲተገበር፣ በላዩ ላይ የተጣበቀውን ፑሽ 3 ከሦስት እርስ በርስ በተያያዙ አቅጣጫዎች በአንዱ ማንቀሳቀስ ይችላል - X፣ Y ወይም Z. ከ እንደሚታየው አኃዝ፣ ሦስቱም ገፋፊዎች በአንድ ነጥብ ተገናኝተዋል 4 ከተወሰነ ግምት፣ ይህ ነጥብ በሦስት መጋጠሚያዎች X፣ Y፣ Z ላይ እንደሚንቀሳቀስ ግምት ውስጥ ማስገባት እንችላለን። የናሙና መያዣ 6 ያለው መቆሚያ 5 ከተመሳሳይ ነጥብ ጋር ተያይዟል ስለዚህ ናሙናው በሶስት ገለልተኛ የቮልቴጅ ምንጮች ተጽእኖ በሶስት መጋጠሚያዎች ይንቀሳቀሳል. በመሳሪያዎች ውስጥ ናኖ አስተማሪየናሙናው ከፍተኛው እንቅስቃሴ 5070 µm ያህል ነው፣ ይህም ከፍተኛውን የፍተሻ ቦታ ይወስናል።

የመመርመሪያው አውቶማቲክ አቀራረብ ወደ ናሙና (የግብረ መልስ ቀረጻ) ዘዴ

ስካነር በ Z ዘንግ ላይ ያለው የእንቅስቃሴ መጠን 10 μm ያህል ነው, ስለዚህ ከመቃኘትዎ በፊት በዚህ ርቀት ላይ ምርመራውን ወደ ናሙናው ማቅረቡ አስፈላጊ ነው. የአቅርቦት ዘዴው የተነደፈው ለዚሁ ዓላማ ነው, ስዕሉ በምስል ውስጥ ይታያል. 7-19 ስቴፐር ሞተር 1፣ በኤሌክትሪካል ጥራዞች ላይ ሲተገበር መጋቢ 2 ን በማዞር ባር 3ን በፕሮብ 4 ያንቀሳቅሳል፣ ይህም በቅርብ ወይም ከዚያ በላይ በሆነው ናሙና 5 በስካነር ላይ ከተሰቀለው 6. የአንድ እርምጃ መጠን 2 ማይክሮን ያህል ነው።

ሩዝ. 7 24. መፈተሻውን ወደ ናሙናው ገጽ ላይ ለማምጣት ዘዴው ንድፍ

የአቀራረብ ዘዴው በፍተሻው ሂደት ውስጥ ከሚፈለገው የፍተሻ-ናሙና ርቀት በእጅጉ ስለሚበልጥ የፍተሻውን መበላሸት ለማስቀረት አቀራረቡ የሚከናወነው ስቴፐር ሞተር በሚሠራበት ጊዜ እና ስካነሩ በ Z ዘንግ ላይ በሚንቀሳቀስበት ጊዜ ነው ። ወደሚከተለው ስልተ ቀመር:

1. የግብረመልስ ስርዓቱ ጠፍቷል እና ስካነሩ "ይመለሳል" ማለትም ናሙናውን ወደ ዝቅተኛው ከፍተኛ ቦታ ዝቅ ያደርገዋል.

2. የመመርመሪያው አቀራረብ ዘዴ አንድ እርምጃ ይሠራል እና ይቆማል.

3. የግብረመልስ ስርዓቱ ይበራል፣ እና ስካነሩ ያለችግር ናሙናውን ያነሳል፣ በተመሳሳይ ጊዜ የቲፕ-ናሙና መስተጋብር መኖሩን እየመረመረ።

4. ምንም መስተጋብር ከሌለ, ሂደቱ ከደረጃ 1 ይደገማል.

ስካነሩ በሚጎተትበት ጊዜ ዜሮ ያልሆነ ምልክት ከታየ የግብረመልስ ስርዓቱ የቃኚውን ወደላይ እንቅስቃሴ ያቆማል እና በተወሰነ ደረጃ ላይ ያለውን የግንኙነቱን መጠን ያስተካክላል። የፍተሻ አቅርቦቱ የሚቆምበት እና የፍተሻው ሂደት በመሳሪያው ውስጥ የሚከሰትበት የሃይል መስተጋብር መጠን ናኖ አስተማሪበመለኪያው ተለይቶ ይታወቃል ስፋት ማፈን (ስፋትማፈን) :

A=A o. (1- ስፋት ማፈን)

የ SPM ምስል በማግኘት ላይ

ፕሮግራሙን ከደወሉ በኋላ ናኖ አስተማሪዋናው የፕሮግራም መስኮት በኮምፒተር ማያ ገጽ ላይ ይታያል (ምሥል 7 -20). ሥራ ከምናሌው ንጥል መጀመር አለበት ፋይልእና ይምረጡት ክፈትወይም አዲስወይም በመሳሪያ አሞሌው ላይ ያሉ ተጓዳኝ አዝራሮች (,).

የቡድን ምርጫ ፋይል አዲስየ SPM መለኪያዎችን ወደ መፈጸም ሽግግር እና ትዕዛዙን መምረጥ ማለት ነው ፋይል ክፈትማለት ቀደም ሲል የተቀበለውን ውሂብ ለማየት እና ለማስኬድ የሚደረግ ሽግግር ማለት ነው። ፕሮግራሙ ከመለኪያዎች ጋር በትይዩ ለማየት እና ለማስኬድ ይፈቅድልዎታል.

ሩዝ. 7 25. የናኖ አስተማሪ ፕሮግራም ዋና መስኮት

ትዕዛዙን ከፈጸሙ በኋላ ፋይል አዲስየንግግር ሳጥን በማያ ገጹ ላይ ይታያል, ይህም የአሁኑን መለኪያ ውጤቶች በነባሪነት የሚጻፉበትን የስራ አቃፊ ለመምረጥ ወይም ለመፍጠር ያስችልዎታል. በመለኪያ ሂደት ውስጥ, ሁሉም የተቀበሉት መረጃዎች በቅደም ተከተል በተሰየሙ ፋይሎች ውስጥ ይመዘገባሉ ScanData+i.spm, የት ማውጫ እኔመርሃግብሩ ሲጀምር ወደ ዜሮ ይመለሳል እና በእያንዳንዱ አዲስ መለኪያ ይጨምራል። ፋይሎች ScanData+i.spmልኬቶችን ከመጀመርዎ በፊት በተጫነው የሥራ አቃፊ ውስጥ የተቀመጠ። መለኪያዎችን በሚወስዱበት ጊዜ የተለየ የሥራ አቃፊ መምረጥ ይቻላል. ይህንን ለማድረግ አዝራሩን መጫን ያስፈልግዎታል , በዋናው የፕሮግራም መስኮት የመሳሪያ አሞሌ ላይ የሚገኝ እና የምናሌ ንጥሉን ይምረጡ የስራ ማህደርን ይቀይሩ.

የአሁኑን መለኪያ ውጤቶችን ለማስቀመጥ አዝራሩን መጫን አለብዎት አስቀምጥ እንደበሚታየው የንግግር ሳጥን ውስጥ ባለው የቃኝ መስኮት ውስጥ አቃፊ ይምረጡ እና የፋይሉን ስም እና ፋይሉን ይጥቀሱ ScanData+i.spmመለኪያዎች በሚወሰዱበት ጊዜ እንደ ጊዜያዊ የውሂብ ማከማቻ ፋይል ሆኖ የሚያገለግለው እርስዎ ወደ ገለጹት የፋይል ስም ይቀየራል። በነባሪነት ፋይሉ መለኪያዎችን ከመጀመራቸው በፊት በተመደበው የሥራ አቃፊ ውስጥ ይቀመጣል። የመለኪያ ውጤቶችን የማዳን ስራ ካላከናወኑ በሚቀጥለው ጊዜ ፕሮግራሙን ሲጀምሩ ውጤቶቹ በጊዜያዊ ፋይሎች ውስጥ ተመዝግበዋል ScanData+i.spm, በቅደም ተከተል ይገለበጣል (የሚሰራው አቃፊ ካልተቀየረ በስተቀር)። በስራ አቃፊው ውስጥ ጊዜያዊ የመለኪያ ውጤቶች ስለመኖራቸው ማስጠንቀቂያ ከመዘጋቱ በፊት እና ፕሮግራሙን ከመጀመሩ በፊት ይሰጣል ። መለኪያዎችን ከመጀመርዎ በፊት የሥራ አቃፊውን መለወጥ የቀደመውን ሙከራ ውጤት ከመሰረዝ ለመጠበቅ ያስችልዎታል። መደበኛ ስም ስካን ዳታበሚሰራው አቃፊ መምረጫ መስኮት ውስጥ በማዘጋጀት መቀየር ይቻላል. አዝራሩን ሲጫኑ የሚሰራ አቃፊ ለመምረጥ መስኮቱ ይጠራል , በዋናው የፕሮግራም መስኮት የመሳሪያ አሞሌ ላይ ይገኛል. በመስኮቱ ውስጥ የመለኪያ ውጤቶችን ማስቀመጥም ይችላሉ አሳሹን ይቃኙ, አስፈላጊ የሆኑትን ፋይሎች አንድ በአንድ በመምረጥ በተመረጠው አቃፊ ውስጥ ያስቀምጣቸዋል.

በ NanoEducator መሳሪያ የተገኘውን ውጤት ወደ ASCII ቅርጸት እና ኖቫ ቅርጸት (NTMDT) መላክ ይቻላል, ይህም በኤንቲ ኤምዲቲ ኖቫ ፕሮግራም, የምስል ትንተና እና ሌሎች ፕሮግራሞች ሊመጣ ይችላል. የቃኝ ምስሎች፣ የክፍሎቻቸው ውሂብ እና የስፔክትሮስኮፕ መለኪያ ውጤቶች ወደ ASCII ቅርጸት ይላካሉ። ውሂብን ወደ ውጭ ለመላክ አዝራሩን ጠቅ ያድርጉ ወደ ውጪ ላክበዋናው የፕሮግራም መስኮት የመሳሪያ አሞሌ ውስጥ የሚገኝ ወይም ይምረጡ ወደ ውጪ ላክበምናሌ ንጥል ውስጥ ፋይልይህ መስኮት እና ተገቢውን ወደ ውጭ መላክ ቅርጸት ይምረጡ. ለሂደቱ እና ለመተንተን መረጃ ወዲያውኑ ወደ ቀድሞው የምስል ትንተና ፕሮግራም መላክ ይቻላል ።

የንግግር መስኮቱን ከዘጉ በኋላ የመሳሪያው የቁጥጥር ፓነል በስክሪኑ ላይ ይታያል.
(ምስል 7-26).

ሩዝ. 7 26. የመሣሪያ ቁጥጥር ፓነል

በመሳሪያው የቁጥጥር ፓነል በግራ በኩል የ SPM ውቅረትን ለመምረጥ ቁልፎች አሉ-

ኤስ.ኤም.ኤም- የፍተሻ ኃይል ማይክሮስኮፕ (ኤስኤፍኤም)

STM- መሿለኪያ ማይክሮስኮፕ (STM) መቃኘት።

በ NanoEducator የሥልጠና SPM ላይ መለኪያዎችን ማካሄድ የሚከተሉትን ተግባራት ማከናወንን ያካትታል።

1. የናሙና መጫኛ

ትኩረት! ናሙናውን ከመትከልዎ በፊት ዳሳሹን እና መፈተሻውን እንዳይጎዳው ማስወገድ ያስፈልጋል.

ናሙናውን ለማያያዝ ሁለት መንገዶች አሉ-

በመግነጢሳዊ ደረጃ (በዚህ ሁኔታ, ናሙናው ከመግነጢሳዊ አካል ጋር መያያዝ አለበት);

ባለ ሁለት ጎን ማጣበቂያ ቴፕ ላይ.

ትኩረት! በድርብ-ጎን የሚለጠፍ ቴፕ ላይ ናሙና ለመጫን መያዣውን ከመቆሙ (ስካነሩን ላለማበላሸት) መንቀል ያስፈልግዎታል እና ከዚያ ትንሽ እስኪቆም ድረስ መልሰው ያሽጉት።

መግነጢሳዊ ማሰርን በተመለከተ, ናሙናውን የሳሙና መያዣውን ሳይፈታ ሊተካ ይችላል.

2. የመመርመሪያ ዳሳሽ መትከል

ትኩረት! ናሙናውን ከጫኑ በኋላ ሁልጊዜ ዳሳሹን በምርምር ይጫኑ።

የሚፈለገውን የፍተሻ ዳሳሽ ከመረጡ በኋላ (ዳሳሹን በመሠረቱ የብረት ጠርዞች ይያዙ) (ምስል 7 -27 ይመልከቱ) ፣ የመለኪያ ዳሳሹን 2 በመለኪያ ጭንቅላት ሽፋን ላይ የሚጠግነውን screw ፈትለው ፣ ዳሳሹን ወደ መያዣው ሶኬት ያስገቡ። እስኪቆም ድረስ በመጠኑ እስኪቆም ድረስ የመጠገጃውን ጠመዝማዛ በሰዓት አቅጣጫ ያዙሩት .

ሩዝ. 7 27. የመመርመሪያ ዳሳሽ መትከል

3. የአካባቢ ምርጫን ይቃኙ

በናሙና ላይ ለማጥናት ቦታን በሚመርጡበት ጊዜ በመሣሪያው ግርጌ ላይ የሚገኙትን ባለ ሁለት-መጋጠሚያ ደረጃ ተንቀሳቃሽ ብሎኖች ይጠቀሙ።

4. የመርማሪው ቅድመ አቀራረብ ወደ ናሙና

የቅድሚያ አቀራረብ ክዋኔው ለእያንዳንዱ መለኪያ የግዴታ አይደለም, የመፈጸም አስፈላጊነት የሚወሰነው በናሙና እና በምርመራው ጫፍ መካከል ባለው ርቀት ላይ ነው. በምርመራው ጫፍ እና በናሙናው ወለል መካከል ያለው ርቀት ከ 0.51 ሚሜ በላይ ከሆነ የቅድሚያ አቀራረብ ስራን ማከናወን ጥሩ ነው. በመካከላቸው ካለው ትልቅ ርቀት ወደ ናሙናው አውቶማቲክ አቀራረብ ሲጠቀሙ የአቀራረብ ሂደቱ በጣም ረጅም ጊዜ ይወስዳል።

መፈተሻውን ዝቅ ለማድረግ በእጅ ስፒር ይጠቀሙ፣ በእሱ እና በናሙናው ወለል መካከል ያለውን ርቀት በእይታ ያረጋግጡ።

5. የሬዞናንስ ከርቭን ማቀድ እና የክወናውን ድግግሞሽ ማዘጋጀት

ይህ ክዋኔ በእያንዳንዱ መለኪያ መጀመሪያ ላይ መከናወን አለበት እና እስከሚሠራበት ጊዜ ድረስ ወደ ተጨማሪ የመለኪያ ደረጃዎች የሚደረገው ሽግግር ታግዷል. በተጨማሪም, በመለኪያ ሂደት ውስጥ, አንዳንድ ጊዜ ይህንን ክዋኔ መድገም የሚጠይቁ ሁኔታዎች (ለምሳሌ, ግንኙነት ሲጠፋ).

የሬዞናንስ መፈለጊያ መስኮቱ በመሳሪያው መቆጣጠሪያ ፓነል ላይ ያለውን ቁልፍ በመጫን ይጠራል. ይህ ክዋኔ በጄነሬተር የተቀመጠው የግዳጅ ማወዛወዝ ድግግሞሽ በሚቀየርበት ጊዜ የፍተሻውን ንዝረቶች ስፋት መለካትን ያካትታል። ይህንን ለማድረግ አዝራሩን መጫን ያስፈልግዎታል ሩጡ(ምስል 7-28).

ሩዝ. 7 28. ሬዞናንስን ለመፈለግ እና የክወናውን ድግግሞሽ ለማዘጋጀት መስኮት፡-
ሀ) - አውቶማቲክ ሁነታ, ለ) - በእጅ ሁነታ

ሁነታ ላይ መኪናየጄነሬተር ድግግሞሹ ከፍተኛው የፍተሻ ማወዛወዝ መጠን ከታየበት ድግግሞሽ ጋር እኩል ይዘጋጃል። በተሰጠው ድግግሞሽ ክልል ውስጥ (የበለስ. 7 -28 ሀ) ውስጥ መጠይቅን ያለውን ንዝረት amplitude ውስጥ ለውጥ የሚያሳይ ግራፍ, እናንተ resonant ጫፍ ቅርጽ እንዲመለከቱ ያስችልዎታል. የሬዞናንስ ጫፍ በበቂ ሁኔታ ካልተነገረ ወይም በድምፅ ድግግሞሽ ላይ ያለው ስፋት ትንሽ ከሆነ ( ከ 1 ቪ ያነሰ), ከዚያም የመለኪያ መለኪያዎችን መለወጥ እና የማስተጋባት ድግግሞሽን እንደገና መወሰን አስፈላጊ ነው.

ሁነታው የተነደፈው ለዚህ ነው መመሪያ. ይህንን ሁነታ በመስኮቱ ውስጥ ሲመርጡ የማስተጋባት ድግግሞሽ መወሰንተጨማሪ ፓነል ይታያል
(ምሥል 7 -28 ለ)፣ ይህም የሚከተሉትን መለኪያዎች እንዲያስተካክሉ ያስችልዎታል።

የፍተሻ ድራይቭ ቮልቴጅ, በጄነሬተር ተዘጋጅቷል. ይህንን እሴት በትንሹ (ወደ ዜሮ ወደታች) እና ከ 50 mV ያልበለጠ እንዲሆን ለማድረግ ይመከራል.

ሰፊ ትርፍ ( ስፋት መጨመር). የመርማሪው ንዝረት ስፋት በቂ ካልሆነ (<1 В) рекомендуется увеличить коэффициент ስፋት መጨመር.

የሬዞናንስ ፍለጋ ክዋኔውን ለመጀመር አዝራሩን መጫን አለብዎት ጀምር.

ሁነታ መመሪያአይጤውን በመጠቀም አረንጓዴ ጠቋሚውን በግራፉ ላይ በማንቀሳቀስ የተመረጠውን ድግግሞሽ እራስዎ እንዲቀይሩ ይፈቅድልዎታል ፣ እንዲሁም በተመረጠው ድግግሞሽ ዙሪያ ባለው ጠባብ የእሴቶች ክልል ውስጥ የለውጡን ተፈጥሮ ያብራሩ (ለዚህ እርስዎ ነዎት) መቀየሪያውን ማዘጋጀት ያስፈልጋል በእጅ ሁነታወደ አቀማመጥ በትክክልእና ቁልፉን ይጫኑ ጀምር).

6. መስተጋብር ቀረጻ

መስተጋብርን ለመያዝ, የቲፕ እና ናሙና ቁጥጥር የሚደረግበት አቀራረብ በራስ-ሰር የአቀራረብ ዘዴን በመጠቀም ይከናወናል. የዚህ አሰራር የመቆጣጠሪያ መስኮት በመሳሪያው መቆጣጠሪያ ፓነል ላይ ያለውን ቁልፍ በመጫን ይጠራል. ከኤስሲኤም ጋር በሚሰሩበት ጊዜ, ይህ አዝራር የፍለጋ ክዋኔውን ካከናወነ እና የማስተጋባት ድግግሞሽ ካቀናበረ በኋላ ይገኛል. መስኮት SSM፣ አቅርቦት(ምሥል 7-29) ለምርመራው አቀራረብ መቆጣጠሪያዎችን, እንዲሁም የሂደቱን ሂደት ለመተንተን የሚያስችሉዎትን መለኪያዎች ምልክቶች ይዟል.

ሩዝ. 7 29. የመርማሪ አቀራረብ መስኮት

በመስኮቱ ውስጥ አቅርቦትተጠቃሚው የሚከተሉትን መጠኖች የመመልከት እድል አለው-

ስካነርን በማራዘም ( ስካነርዜድ) በ Z ዘንግ ላይ ከከፍተኛው አንፃር ፣ እንደ አንድነት ተወስዷል። የስካነር አንጻራዊ የመለጠጥ መጠን የግራ አመልካች የመሙላት ደረጃ በአሁኑ ጊዜ ስካነር ካለበት ቀጠና ጋር የሚዛመድ ቀለም ያለው ነው-አረንጓዴ - የስራ ዞን ፣ ሰማያዊ - ከስራ ዞን ውጭ ፣ ቀይ - ስካነር ወደ ናሙናው ገጽ በጣም ቀርቧል ፣ ይህም ወደ መመርመሪያ መበላሸት ሊያመራ ይችላል። በሁለተኛው ጉዳይ ላይ ፕሮግራሙ የድምፅ ማስጠንቀቂያ ይሰጣል;

መፈተሽ የመወዛወዝ ስፋትየኃይል መስተጋብር በሌለበት በውስጡ oscillation ያለውን amplitude አንጻራዊ, አንድነት እንደ ተወስዷል. የመመርመሪያው መወዛወዝ አንጻራዊ ስፋት በትክክለኛው አመልካች ላይ በርገንዲ መሙላት ደረጃ ላይ ይታያል. በጠቋሚው ላይ አግድም ምልክት የመወዛወዝ ስፋትን ይመርምሩየቃኚው ሁኔታ ሲተነተን እና በራስ-ሰር ወደ ሥራ ቦታ የሚመጣበትን ደረጃ ያሳያል ፣

የእርምጃዎች ብዛት ( ሸአዎ), በተሰጠው አቅጣጫ አልፏል: አቀራረብ - አቀራረብ, ማፈግፈግ - ማስወገድ.

የምርመራውን ሂደት ከመጀመርዎ በፊት የሚከተሉትን ማድረግ አለብዎት:

የአቀራረብ መለኪያዎች በትክክል መዘጋጀታቸውን ያረጋግጡ፡-

የግብረመልስ ትርፍ የስርዓተ ክወና ማጠንከሪያወደ ዋጋ ተዘጋጅቷል 3 ,

መለኪያውን ያረጋግጡ ማፈንስፋት (ጥንካሬ)መጠኑ 0.2 አካባቢ አለው (ምሥል 7 -29 ይመልከቱ)። አለበለዚያ አዝራሩን ይጫኑ አስገድድእና በመስኮቱ ውስጥ የግንኙነት መለኪያዎችን ማቀናበር (ምስል 7 -30)ዋጋ አዘጋጅ ማፈንስፋቶችእኩል ነው። 0.2. ለበለጠ ስስ ግቤት፣ የመለኪያ እሴቱ ማፈንስፋቶችምናልባት ያነሰ ሊሆን ይችላል .

ቅንብሮቹ በመለኪያ መስኮቱ ውስጥ ትክክል መሆናቸውን ያረጋግጡ አማራጮች, ገጽ የአቀራረብ መለኪያዎች.

መስተጋብር አለ ወይም አለመኖሩ በግራ አመልካች ሊወሰን ይችላል ስካነርዜድ. የቃኚው ሙሉ ቅጥያ (ሙሉ አመልካች ስካነርዜድሰማያዊ ቀለም የተቀባ), እንዲሁም በቡርጋዲ ውስጥ ሙሉ በሙሉ የተቀባ አመላካች የመወዛወዝ ስፋትን ይመርምሩ(ምስል 7-29) ምንም መስተጋብር እንደሌለ አመልክቷል. ሬዞናንስ ፍለጋ እና የክወና ድግግሞሽ ካቀናበሩ በኋላ የፍተሻውን የነፃ ንዝረቶች ስፋት እንደ አንድነት ይወሰዳል።

ስካነሩ ከመቃረቡ በፊትም ሆነ በሚቀርብበት ጊዜ ሙሉ በሙሉ ካልተራዘመ ወይም ፕሮግራሙ መልእክቱን ካሳየ “ስህተት! ለናሙና በጣም ቅርብ የሆነ ምርመራ ያድርጉ። የግንኙነት መለኪያዎችን ወይም አካላዊ ስብሰባን ያረጋግጡ. ወደ ደህና ቦታ መሄድ ከፈለጉ የአቀራረብ ሂደቱን ለአፍታ ማቆም ይመከራል እና፡-

ሀ. አንዱን መለኪያዎች ይቀይሩ

የግንኙነቱን መጠን ይጨምሩ ፣ ግቤት ማፈንስፋቶች, ወይም

ዋጋ መጨመር የስርዓተ ክወና ማጠንከሪያ, ወይም

በአቀራረብ ደረጃዎች መካከል ያለውን የመዘግየት ጊዜ ይጨምሩ (ፓራሜትር የውህደት ጊዜበገጹ ላይ የአቀራረብ መለኪያዎችመስኮት አማራጮች).

ለ. በምርመራው ጫፍ እና በናሙና መካከል ያለውን ርቀት ይጨምሩ (ይህን ለማድረግ በአንቀጽ ውስጥ የተገለጹትን እርምጃዎች ይከተሉ እና ቀዶ ጥገናውን ያከናውኑ) አስተጋባ, ከዚያም ወደ ሂደቱ ይመለሱ አቅርቦት.

ሩዝ. 7 30. በምርመራው እና በናሙናው መካከል ያለውን መስተጋብር መጠን ለማዘጋጀት መስኮት

መስተጋብርን ከያዙ በኋላ መልእክቱ " አቅርቦቱ ተጠናቀቀ".

በአንድ እርምጃ መቅረብ ከፈለጉ አዝራሩን ይጫኑ። በዚህ ሁኔታ, ደረጃው መጀመሪያ ይከናወናል እና ከዚያ በኋላ የመስተጋብር መስፈርቱ ይጣራል. እንቅስቃሴውን ለማቆም ቁልፉን ይጫኑ። የማፈግፈግ ክዋኔን ለመፈጸም የፈጣን መቀልበስ ቁልፍን መጫን አለቦት

ወይም ለዝግታ መመለስ ቁልፉን ይጫኑ። አንድ እርምጃ መመለስ ከፈለጉ ቁልፉን ይጫኑ። በዚህ ሁኔታ, ደረጃው መጀመሪያ ላይ ይከናወናል, ከዚያም የግንኙነቶች መቅረጽ መመዘኛዎች ምልክት ይደረግባቸዋል

7. ቅኝት

የአሰራር ሂደቱን ከጨረሱ በኋላ ( አቅርቦት) እና መስተጋብርን ይቅረጹ, መቃኘት ይገኛል (በመሳሪያው መቆጣጠሪያ ፓነል መስኮት ውስጥ ያለው አዝራር).

ይህንን ቁልፍ ጠቅ በማድረግ (የፍተሻ መስኮቱ በስእል 7 -31 ላይ ይታያል) ተጠቃሚው ወደ ልኬቶችን ለመውሰድ እና የመለኪያ ውጤቶችን ለማግኘት በቀጥታ ይቀጥላል.

የፍተሻ ሂደቱን ከማካሄድዎ በፊት የፍተሻ መለኪያዎችን ማዘጋጀት አለብዎት. እነዚህ አማራጮች በመስኮቱ የላይኛው ፓነል በቀኝ በኩል ይመደባሉ. በመቃኘት ላይ.

ፕሮግራሙን ከጀመሩ በኋላ ለመጀመሪያ ጊዜ በነባሪነት ተጭነዋል-

አካባቢን ይቃኙ - ክልል (Xnm*ዋይnm): 5000 * 5000 nm;

የነጥቦች ብዛትዘንግ መለኪያዎች- X፣ Y: NX=100, NY=100;

ዱካ ይቃኙ - አቅጣጫየፍተሻ አቅጣጫውን ይወስናል. ፕሮግራሙ ፈጣን የፍተሻ ዘንግ (X ወይም Y) አቅጣጫ እንዲመርጡ ያስችልዎታል. ፕሮግራሙን ሲጀምሩ ተጭኗል አቅጣጫ

የፍተሻ መለኪያዎችን ካዘጋጁ በኋላ, አዝራሩን መጫን አለብዎት ያመልክቱየገቡትን መለኪያዎች እና አዝራሩን ለማረጋገጥ ጀምርመቃኘት ለመጀመር.

ሩዝ. 7 31. ሂደቱን ለመቆጣጠር እና የ SCM ቅኝት ውጤቶችን ለማሳየት መስኮት

7.4.ዘዴ መመሪያዎች

በ NanoEducator scanning probe ማይክሮስኮፕ ላይ መስራት ከመጀመርዎ በፊት የመሳሪያውን የተጠቃሚ መመሪያ ማጥናት አለብዎት [ማጣቀሻ. 7-4]።

7.5.ደህንነት

መሣሪያው በ 220 ቮ ቮልቴጅ የተጎላበተ ነው. የ NanoEducator ቅኝት መፈተሻ ማይክሮስኮፕ በ PTE እና PTB የሸማቾች ኤሌክትሪክ ጭነቶች እስከ 1000 ቮልት ባለው ቮልቴጅ መሰረት ይሠራል.

7.6.ተግባር

1. ለ SPM ጥናቶች የራስዎን ባዮሎጂካል ናሙናዎች ያዘጋጁ.

2. የ NanoEducator መሳሪያውን አጠቃላይ ንድፍ በተግባር አጥኑ።

3. ከ NanoEducator መሳሪያ መቆጣጠሪያ ፕሮግራም ጋር ይተዋወቁ።

4. የመጀመሪያውን የ SPM ምስል በአስተማሪ ቁጥጥር ስር ይውሰዱ።

5. ውጤቱን ያካሂዱ እና ይተንትኑ. ለመፍትሔዎ ምን ዓይነት ባክቴሪያዎች የተለመዱ ናቸው? የባክቴሪያ ሴሎችን ቅርፅ እና መጠን የሚወስነው ምንድን ነው?

6. የበርጌይ ባክቴሪያዎችን መወሰኛ ይውሰዱ እና የተገኘውን ውጤት እዚያ ከተገለጹት ጋር ያወዳድሩ።

7.7.የደህንነት ጥያቄዎች

1. ባዮሎጂያዊ ነገሮችን ለማጥናት ምን ዘዴዎች አሉ?

2. የፍተሻ ምርመራ ማይክሮስኮፕ ምንድን ነው? ምን ዓይነት መሠረታዊ ሥርዓት ነው?

3. የ SPM ዋና ክፍሎችን እና ዓላማቸውን ይጥቀሱ.

4. የፓይዞኤሌክትሪክ ተጽእኖ ምንድነው እና በ SPM ውስጥ እንዴት ጥቅም ላይ ይውላል. የስካነሮችን የተለያዩ ንድፎችን ይግለጹ።

5. የ NanoEducator አጠቃላይ ንድፍ ይግለጹ.

6. የኃይል ዳሳሽ እና የአሠራር መርሆውን ይግለጹ.

7. ፍተሻውን በናኖኢዱኬተር መሳሪያ ውስጥ ወደ ናሙና የሚያመጣበትን ዘዴ ይግለጹ። በምርመራው እና በናሙናው መካከል ያለውን የግንኙነት ኃይል የሚወስኑትን መለኪያዎች ያብራሩ።

8. የመቃኘትን መርህ እና የግብረመልስ ስርዓቱን አሠራር ያብራሩ. የመቃኛ መለኪያዎችን ለመምረጥ ስለ መመዘኛዎች ይንገሩን.

7.8.ሥነ ጽሑፍ

በርቷል 7 1. ፖል ዴ ክሪ. ማይክሮቦች አዳኞች. ኤም. ቴራ 2001.

በርቷል 7 2. በማይክሮባዮሎጂ ውስጥ ተግባራዊ ለሆኑ ክፍሎች መመሪያ. በEgorova N.S ተስተካክሏል. ኤም: ናውካ, 1995.

በርቷል 7 3. Hoult J., Krieg N., P. Sneath, J. Staley, S. Williams. // የባክቴሪያ በርጌይ መለየት. M.: ሚር, 1997. ቲ. ቁጥር 2. ፒ. 574.

በርቷል 7 4. የመሣሪያ ተጠቃሚ መመሪያ ናኖ አስተማሪ.. ኒዝሂ ኖቭጎሮድ. ሳይንሳዊ እና የትምህርት ማዕከል...

ለትምህርቱ የመማሪያ ማስታወሻዎች "በባዮሎጂ ውስጥ መፈተሻ ማይክሮስኮፕን መፈተሽ" የንግግር እቅድ

ረቂቅ

... በመቃኘት ላይመፈተሽበአጉሊ መነጽርበባዮሎጂ" የንግግር እቅድ: መግቢያ, የ SPM ታሪክ. ድንበሮች መተግበሪያዎች... እና nanostructures, ምርምርባዮሎጂካልእቃዎችየኖቤል ተሸላሚዎች... ለምርምርየተለየ ናሙና፡ B መቃኘትመፈተሽበአጉሊ መነጽርለ ...

በኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ ላይ የ xxiii የሩሲያ ኮንፈረንስ የመጀመሪያ መርሃ ግብር ሰኔ 1 ማክሰኞ ጠዋት 10 00 - 14 00 የኮንፈረንሱ የመግቢያ ንግግሮች መክፈቻ

ፕሮግራም

ቢ.ፒ. ካራድዝያን፣ ዩ.ኤል. ኢቫኖቫ, ዩ.ኤፍ. ኢቭሌቭ ፣ ቪ.አይ. ፖፐንኮ መተግበሪያመፈተሽእና confocal መቃኘትበአጉሊ መነጽርለምርምርበ nanodispersed grafts በመጠቀም የጥገና ሂደቶች...

1 ኛ ሁሉም-ሩሲያኛ ሳይንሳዊ ኮንፈረንስ ዘዴዎች ተግባራዊ ቁሶች ስብጥር እና መዋቅር ለማጥናት

ሰነድ

ባለብዙ-ኤለመንት። ነገሮችያለ ደረጃዎች ... Lyakhov N.Z. ምርምርናኖኮምፖስተሮች በባዮሎጂያዊንቁ... አሊቭ ቪ.ሽ. አፕሊኬሽንዘዴ PROBEማይክሮስኮፒዎችለምርምርተፅዕኖ... ይቃኙካሎሪሜትሪ እና ቴርሞስሜትሪ አሁኑን ለምርምር ...