Grundlagen der Abbildung von Mikro- und Nanostrukturen mit dem Rasterkraftmikroskop (AFM)

Prinzip

Beim Annähern einer nanoskopisch kleinen Nadel, die auf einer Blattfeder angebracht ist, entsteht eine Interaktion mit einer zu untersuchenden Oberfläche auf atomarer Ebene. Dabei wird die Blattfeder gebogen, was sich mittels eines Laserstrahls messen lässt. Im Kontaktmodus wird die Biegung verwendet, um die Topographie der Probenoberfläche über eine Rückkopplungsschleife zu untersuchen. Im Nicht-Kontaktmodus lässt man die Blattfeder bei gleicher Frequenz schwingen, was zu einer gedämpften Amplitude nahe der Oberfläche führt. Die Messparameter (Einstellwert, Rückkopplungsverstärkung) spielen eine kritische Rolle hinsichtlich der Bildqualität. Ihr Einfluss auf die Bildqualität wird für verschiedene Nanostrukturproben untersucht.

Vorteile

• Untersuchung im Kontakt- und Nicht-Kontaktmodus
• Zahlreiche Parameter können zur Optimierung der Bildqualität geändert werden
• Verschiedene Proben mit verschiedenen Eigenschaften vorhanden
• Speziell für das Praktikum konzipiert
• Kompaktes und tragbares Gerät, keine zusätzlichen Instrumente erforderlich
• Bessere und reproduzierbare Ergebnisse durch spezielle Vibrationsisolierung des Geräts

Aufgaben

1. Einsetzen einer Blattfeder mit Nadel und Heranführen an die Probe.
2. Untersuchen des Einflusses der Scanparameter auf Bildqualität sowohl im Kontakt- als auch im Nicht-Kontaktmodus.
3. Bildgebung verschiedener Proben und Parameteroptimierung für jede Probe.

Lernziele

• Rasterkraftmikroskop (AFM)
• Lennard-Jones Potenzial
• Bildgebung von Nanostrukturen
• Kontaktmodus
• Nicht-Kontaktmodus
• Bildgebung
• Spektroskopie
• Kraft
• Vibrationsamplitude
• Rückkopplungsschleife

Software für Windows-PCs inklusive. Computer nicht Teil des Lieferumfangs.