Dərs vəsaiti Laboratoriya işi

---

“Nanotexnologiyadan laboratoriya  işləri”. Dərs vəsaiti  

 

 

Laboratoriya işi

 

 

 № 4.

 

 

  Skanedici zond mikroskopiyasında təhriflər. 

 

 

 

 

4.1.  İşin məqsədi …….....………………..............................79  

4.2.  İşin məzmunu .................................................................79 

4.3.  Metodik göstərişlər....…….............…...........................109 

4.4.  Tapşırıq ………......………......…….............................109 

4.5.  Yoxlama sualları  ……….….....……….……..............114 

 

78

---

Skanedici zond mikroskopiyasında təhriflər 

 

 

İstənilən ölçmələr zamanı nümunənin səthinin alınan  şək-

linin(xəyalının) onun həqiqi səthindən fərqlənməsi təhriflər  

adlanır. 

 

 4.1.  İşin məqsədi   

1. Skanedici zond mikroskopunda təhriflərin mənbəyinin öyrə-

nilməsi.  

2.  Pyezoelektrik keramikalarının və SZM skanedicisinin əsas 

xarakteristikasının tədqiqi. 

3. Zondun formalarının və SZM-in ayırdetmə qabiliyyətinin 

təyini. 

İş iki hissədən ibarət olub iki dərs müddətində yerinə 

yetirilir(4 saat).  İşin birinci hissəsi TGX1 test nümunəsinə 

görə skanedicinin əsas xarakteristikalarının tədqiq olunmasın-

dan ibarətdir.  İşin ikinci hissəsi isə TGT1 test nümunəsinin 

şəklinə görə zondun formalarının təyini, zondun elektrokimyə-

vi üsulla itilənməsi (yəni yeni zondların hazırlanması) və zond 

formalarının təkrar təyinindən ibarətdir.   

Ləvazimat:  Skanedici zond mikroskopu(Model SZMU-L5),  

zond, NanoEducator proqramı və kompüter.  

Tədqiqat üçün nümunə:   TGX1 və TGT1 test nümunələri.  

 

4.2.  İşin məzmunu 

Pyezokeramikanın və skanedicinin əsas xarakteristikaları-

nın öyrənilməsi (rezonans tezlik, yerdəyişmə diapozonu, qeyri-

xəttilik, histerezis, skanedicinin sürüşməsi, temperatur dreyfi 

(kənara çıxma)). TGX1 test nümunəsinə görə skanedicinin əsas 

xarakteristikasının tədqiqi.  

Zondun həndəsi ölçülərinin müxtəlif səthlərin xüsusiyətləri-

nin skanedilməsi zamanı SZM ayırdetməsinə təsiri. TGT1 test 

qəfəsinə görə zondun formalarının təyini, zondun elektrokim-

yəvi üsulla  itilənməsi və SZM-də şəkillərin təkrar alınması.  

 

Skanedici zond mikroskopunda təhriflər 

Bərk cisimlərin mikroskopik tədqiqi, həmçinin skanedici 

 

79

---

“Nanotexnologiyadan laboratoriya  işləri”. Dərs vəsaiti  

 

zond  mikroskopiya üsullarının məqsədi səthin böyüdülmüş şə-

kilini  almaqdır.   İdeal mikroskop səthin həqiqi şəklini  almağa 

imkan verir. İstənilən ölçmələr zamanı alınan şəkillərin nümu-

nənin həqiqi səthindən fərqlənməsi təhriflər adlanır.  

    Bütün  analitik  tədqiqat üsullarında təhriflər olur. Tarixən 

texniki alətlərin və tədqiqat üsullarının inkişafı təhriflərin daha 

aydın olmasına; qurğuların konstruksiyalarında və material-

larında dəyişikliklər və alınmış nəticələrin təhlilində təhriflərin 

minimal olmasına və daha aydın başa düşülməsinə imkan ver-

mişdir.  

Skanedici zond mikroskoplarının işi də təhriflərsiz mümkün 

deyildir.  Əgər bunlar aydın deyilsə, onda tədqiqatçı SZM 

vasitəsi ilə alınmış nəticələri düzgün təhlil edə bilmir. Bu çoxlu 

arzuolunmaz nəticələrə  gətirib çıxarır, məsələn cihazın işini 

düzgün qiymətləndirməməyə  və  təcrübənin nəticələrinin səhv 

istifadə olunmasına səbəb olur. Əgər təhriflər yaxşı öyrənilsə 

və onların yaranma səbəbləri aydınlaşsa, SZM-in nəticələri 

düzgün təhlil olunar və alınmış məlumatlardan inamla istifadə 

olunar.  

    SZM-də təhriflərin olmasının çoxlu mənbələri mövcud-dur. 

Təqdim olunan laboratoriya işinin məqsədi SZM şəkillərində 

təhriflərin mənbəyini və alınmış  nəticələrin düzgün təhlilini 

öyrənməkdir. 

SZM-in təhriflərə səbəb olan əsas komponentləri: 

1. Pyezoelektrik keramika 

   SZM-də kiçik məsafələrdə iynənin yerdəyişməsininin idarə 

olunması üçün pyezoelektrik mühərriklərdən istifadə olunur. 

Bunların vəzifəsi tədqiq olunan və hərəkət etməyən nümunəyə 

nəzərən zondun və ya hərəkət etməyən zonda nəzərən nü-

munənin yerinin dəyişməsi zamanı zondun dəqiq mexaniki 

skanetməsini təmin etməkdir.  

      Müasir SZM-də istifadə olunan əksər pyezoelektrik mühər-

riklərin işi elektrik sahəsinin təsiri nəticəsində pyezomaterialın 

ölçülərinin dəyişməsi, yəni  əks pyezoeffektdən istifadə olun-

 

80

---

Skanedici zond mikroskopiyasında təhriflər 

 

masına  əsaslanır. Pyezoeffektin mexanizmini SiO

2

 kvars 

strukturuna bənzəyən sadə modeldə izləmək olar. SiO

2

  qəfə-

sində silisiumun müsbət ionları oksigenin mənfi ionları ilə 

növbə ilə əvəzləmə. Deformasiya olunmayan(elementar qəfəs-

də) yerlərdə müsbət və  mənfi yüklərin mərkəzləri üst-üstə 

düşür(Şəkil 4-1a). Əgər kvars kristalın əks üzlərində yerləşmiş 

metal elektrodlara (Şəkil 4-1b göstərildiyi kimi) xarici elektrik 

gərginliyi tətbiq edilərsə, onda ionlar yerlərini dəyişər və bu 

kristallik qəfəsin deformasiyası ilə nəticələnər.  

 

a)   

 

 

 

 

 

 

b) 

 

Şəkil 4-1.  Kvarsın quruluş sxemi (a) və  əks pyezoelektrik 

effektin   yaranması (b)  

 

SZM-də pyezomaterial kimi kvars kristallik material əvə-

zinə, pyezomodulu böyük olan pyezokeramika istifadə olunur.  

Pyezokeramika 0,5-50 mkm ölçülü seqnoelektrik monokristal 

dənələr yığımından ibarətdir.   

SZM-də istifadə olunan əksər pyezokeramikalar [12, 13]  

PbZr

1-x

Ti

x

O

3

 tərkibli (qurğuşun sirkonat-titanat) müxtəlif əla-

vələr olan materiallardır. Əlavələr kimi Nb,  Su,  Bi,  La  əlavə 

(5%-dən az olan) qatışıqlardan və  Ba,  La kimi modifikasiya 

edən aşqarlar (5%-dən çox olan) istifadə olunur. Standart kera-

mikanın alınma üsulu kimi atmosfer təzyiqində verilmiş  tər-

kibli tozların birləşməsi üsulundan istifadə olunur. Həmçinin 

200 kq/sm

2

  təzyiq altında isti presləmə üsulu da mövcuddur. 

 

81

---