Laboratoriya işi № Skanedici zond mikroskopu(szm) vasitəsilə nümu

Skanedici zond mikroskopu (SZM) vasitəsilə nümunə  səthinin topoqrafiyasının 

alınması. Təcrübənin nəticələrinin işlənməsi  

 

 

 

Skanedici zond mikroskopunun əsasları 

Bərk cisimlərin səthlərinin öyrənilməsinin  əsaslı  tədqiqi 

üçün çoxlu sayda  müxtəlif üsullar mövcuddur. Mikroskoplar 

hələ XV əsrdən  şəkillərin böyüdülməsi üçün istifadə olunur. 

Həmin vaxtlarda həşəratları öyrənmək üçün sadə böyüdücü 

şüşələr hazırlanmışdı. XVII əsrin sonunda Antonio van 

Levenhuk optik mikroskop hazırlamış  və bu hüceyrələrin 

mövcudluğunu, xəstəlik törədici mikroblar və bakteriyaların 

varlığını  aşkar etməyə imkan vermişdir. Artıq XX əsrdə 

elektron və ion dəstələri vasitəsi ilə  işləyən mikroskoplar 

hazırlanmışdır.     

Bütün sadalanan mikroskopiya üsullarında belə prinsip 

tətbiq  olunur: tədqiq olunan obyektin hissəciklər seli vasitəsilə 

işıqlandırılması  və onun növbəti çevirmələri. Skanedici zond 

mikroskoplarında başqa prinsip istifadə olunur-hissəciklərlə  

zondlama əvəzinə mexaniki zond-iynə istifadə olunur[5]. Belə 

demək olar ki, əgər optik və elektron mikroskoplarında 

nümunəyə baxılırsa, SZM-də isə nümunə  səthini toxunmaqla 

öyrənirlər. 

SZM üsulunda tətbiq olunan başqa  əsas prinsip skanedici 

prinsipdir, yəni tədqiq olunan obyekt haqqındakı alınmış 

məlumat diskret xarakterlidir(nöqtədən nöqtəyə, xətdən xəttə 

kimi). Zond yerini dəyişərək hər bir nöqtədə  səth haqqında 

məlumatı skan edərək oxuyur. 

Skanedici zond mikroskopunun ümumi konstruksiyası        

SZM aşağıdakı  əsas hissələrdən ibarətdir(Şəkil 1-1): 1- 

zond; 2-nümunə; 3-tədqiq olunan nümunənin səthi üzərində 

zondun yerini  dəyişmək üçün  x, y, z  pyezoelektrik mühərrik; 

4-zondun üfüqi müstəvidə skanetməni təmin edən x və y  

pyezoqurğuya gərginlik verən generator; 5-zondla nümunə 

arasında qarşılıqlı  təsirin lokal qiymətini  təyin edən elektron 

sensor; 6-sensor dövrəsindəki  V(t) cari siqnalı    başlanğıcda 

verilən VS-lə müqayisə edən və V(t)-nin kənəraçıxmaları 

 

 

 

9

---

“Nanotexnologiyadan laboratoriya  işləri”. Dərs vəsaiti  

 

zamanı korrektəedən V

fb

 siqnallarını yaradan komparator; 7- z 

oxu üzrə zondun vəziyyətini idarə edən  əks  əlaqə  elektron   

dövrəsi; 8-skanetmə prosesini idarə edən kompüter; 9-skan 

edilmiş şəkil. 

 

Şəkil 1-1.     Skanedici zond  mikroskopunun ümumi sxemi.   

      1- zond; 2 - nümunə; 3 - pyezoelektrik mühərriklər x, y, z; 

      4 - x, y pyezokeramikaya cərəyan verən generator; 

5 - elektron sensor; 6 - komparator; 7 - əks  əlaqə elektron 

dövrəsi; 8 - kompüter; 9 - z(x, y) şəkilin alınması 

 

Sensorların növləri  

Skanedici zond mikroskopunun iş prinsipi zond tədqiq 

olunan nümunə səthinə ~

λ

 məsafəyə qədər yaxınlaşarkən onlar  

arasında yaranan lokal qarşılıqlı  təsirin aşkarlanmasına 

əsaslanır(burada 

λ

 -  zond-nümunə qarşılıqlı  təsirin sönmə 

uzunluğudur). Zond-nümunə qarşılıqlı  təsirin təbiətindən asılı 

olaraq: müxtəlif skanedici tunel mikroskopu (STM tunel 

cərəyanını  aşkar edir), skanedici qüvvə mikroskopu(SQM 

qarşılıqlı təsir qüvvəsini aşkar edir), yaxın sahə skanedici optik 

mikroskopu(YSOM elektromaqnit şüalanmasını  aşkar edir) və 

i.a. kimi növləri vardır. Skanedici qüvvə mikroskopu qarşılıqlı 

təsirin xarakterindən asılı olaraq öz növbəsində atom-qüvvə 

mikroskopu(AQM), maqnit qüvvə mikroskopu(MQM), elek-

tron qüvvə mikroskopu(EQM) və başqa növlərə bölünür. 

Girişdə qeyd olunduğu kimi zond mikroskopiyasının iki 

əsas STM və AQM metodları vardir.  

 

 

 

10

---

Skanedici zond mikroskopu (SZM) vasitəsilə nümunə  səthinin topoqrafiyasının 

alınması. Təcrübənin nəticələrinin işlənməsi  

 

 

 

Tunel sensorundakı tunel cərəyanını ölçmək üçün zond və 

nümunə dövrəsinə qoşulmuş  cərəyan-gərginlik çeviricisindən 

(CGÇ) istifadə olunur. Skanedici zond qoşulmanın iki halı 

mümkündür: yerə birləşdirilmiş zonda nəzərən gərginliyin 

dəyişməsi nümunəyə verilir və ya yerə birləşdirilmiş nümunəyə  

nəzərən gərginliyin dəyişməsi zonda verilir. 

 

Şəkil 1-2. Tunel sensorun sxemi 

 

Ənənəvi qarşılıqlı  təsir çeviricisi olaraq silisiumdan hazır-

lanmış konsol və ya kantilever(ingilis dilində cantilever-consol) 

(Şəkil 1-3) istifadə olunur. Kantileverin sonunda nümunə  və 

zond arasında qarşılıqlı təsir qüvvəsinin nəticəsi kimi meydana 

çıxan, kantileverin əyilməsinin qiymətini qeyd edən optik sxem 

yerləşmişdir.  

Qüvvə mikroskopiyasının yerinə yetirilməsinin kontakt, 

kontaktsız və qismən kontakt(yarım kontakt) üsulları mövcud-

dur. Kontakt üsulundan istifadə edilməsi zamanı zond nümunə 

səthinə toxunur. Kontakt qüvvənin təsiri nəticəsində kantilever 

əyilir və ondan əks olunan lazer şüaları kvadratik fotodetek-

torun mərkəzinə  nəzərən sürüşür. Beləliklə, kantileverin əyil-

məsi meyli fotodetektorun yuxarı  və  aşağı yarım hissəsinin 

işıqlanmasının nisbi dəyişməsinə nəzərən təyin olunur. 

Kontaktsız üsulun istifadə olunması zamanı zond nümunə-

nin səthində kənarda olur və bu zaman cəzbetmə qüvvələrinin 

təsir oblastında yerləşir. Cəzbetmə qüvvələri və onların 

 

 

 

11

---