Полуконтактный режим атомно-силового микроскопа при малой жесткости консоли зонда

Абетковская С. О., Чижик С. А., Гуанбин Ю
2025

Методами  математического  моделирования  исследовано  полуконтактное  взаимодействие  зонда атомно-силового микроскопа (АСМ) малой (0,1 Н/м) жесткости его консоли с образцами материалов с модулем Юнга 0,01; 0,1; 1; 10 ГПа при варьировании постоянной Гамакера образца, характеризующей его поверхностную энергию, а также амплитуды колебаний пьезоэлемента и добротности зонда. Для описания контакта зонда и образца использовалась модель Джонсона–Кенделла–Робертса. Внеконтактное взаимодействие учтено с помощью потенциала Леннард–Джонса. Установлено, что при меньших значениях постоянной Гамакера, больших добротности АСМзонда и амплитуды колебаний пьезогенератора наступают условия перехода от нежелательного для получения АСМизображений смешанного режима взаимодействия зонда и образца к чисто упругому режиму. Однако для материалов с модулем Юнга 1 и 10 ГПа возникают скачкообразные изменения характеристик зонда, связанные не с влиянием поверхностной адгезии образца, а с поздним наступлением стационарного режима колебаний зонда. Во избежание неустойчивых колебаний зонда в полуконтактном режиме работы АСМ предложено использование более жестких зондов с целью получения высококачественных АСМ-изображений поверхностей материалов с модулем Юнга 1 ГПа и выше. 

Абетковская С. О., Чижик С. А., Гуанбин Ю Полуконтактный режим атомно-силового микроскопа при малой жесткости консоли зонда. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук. 2025;70(1):57-68. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2025-70-1-57-68
Цитирование

Список литературы

Похожие публикации

Источник