“Nanotexnologiyadan laboratoriya işləri”. Dərs vəsaiti
dirmək üçün, nümunə səthi üzərində bir-birindən kənarda olan
bir neçə nöqtələrdə skanetməni aparmaq zəruridir. Əgər tədqiq
olunan obyekt haqqında məlumat yoxdursa, əvvəlcə səth haq-
qında ümumi xarakterli məlumat almaq üçün, səth üzərində elə
sahəni seçmək lazımdır ki, skanetmə nəticəsində obyekt haq-
qında müəyyən təsəvvürlər yaranmış olsun. Təkrar skan
edərkən skanetmənin ölçülərinin seçilməsi ümumi xarakterli
skanetmə zamanı alınmış verilənlər əsasda aparılmalıdır.
Skanetmə zamanı nöqtələrin sayı(N
x
, N
y
) elə seçilir ki, skan
etmə
addımı(nöqtələr arasında məsafə olub səth haqqında
məlumatın oxunması həyata keçirilir) xarakteristik xüsusiy-
yətlərindən kiçik olsun, əks halda isə nöqtələr arası skanetmə
zamanı məlumatın bir hissəsi itmiş olar. Digər tərəfdən əlavə
nöqtələrin seçilməsi skanetmə vaxtının artmasına səbəb olar.
Δ
Məlumatın oxunması zamanı zondun nöqtələr arasında
hərəkət etmə sürəti skanetmənin sürətini təyin edir. Əlavə yük-
sək sürətin olması əks əlaqə sisteminin zondu səthdən uzaqlaş-
dırmasına imkanı olmaz, bu isə şaquli ölçülərin səhv
oxunmasına, həmçinin zondun və nümunə səthinin zədələnmə-
sinə səbəb olar. Skanetmənin kiçik sürətlə aparılması isə skan
etmə vaxtının artmasına səbəb olardı.
Əks əlaqə sistemi
Skanetmə prosesi zamanı zond nümunə səthinin müxtəlif
fiziki xassələrə malik müxtəlif hissələri üzərində ola bilər,
bunun nəticəsində zond və nümunə arasında qarşılıqlı təsir
kəmiyyətinin qiyməti və xarakteri dəyişmiş olacaqdır. Bundan
əlavə, nümunə səthi hamar deyilsə, onda skan etmə zamanı
zond və nümunə arasındakı z məsafəsi dəyişmiş olacaq və buna
uyğun olaraq lokal qarşılıqlı təsir kəmiyyətlərinin qiymətləri də
dəyişmiş olacaqdır.
Əks əlaqə sisteminin köməyi ilə skanetmə prosesi zamanı
lokal qarşılıqlı təsir kəmiyyətlərinin qiymətləri sabit saxlanılır
(qüvvə və ya tunel cərəyanı). Zond nümunə səthinə yaxınlaş-
dıqca sensorun siqnalı artır. Komparator sensorun carı siqnalını
16
Skanedici zond mikroskopu (SZM) vasitəsilə nümunə səthinin topoqrafiyasının
alınması. Təcrübənin nəticələrinin işlənməsi
dayaq gərginliklə-V
s
müqayisə edərək, korrektə edən-V
fb
siqnal
yaradaraq pyezogətirmə qurğusunun idarə olunması zamanı
istifadə edilərək zondun nümunə səthindən uzaqlaşdırır. Bu
zaman z pyezogətirmə kanalından nümunə səthinin topoqrafiya
şəklini almaq üçün siqnal götürülür. Şəkil 1-6-da zond və
nümunə arasında qarşılıqlı təsir kəmiyyətlərini sabit saxlamaqla
zondun nümunəyə nəzərən(əyri 2) və nümunənin zonda nəzə-
rən(əyri 1) hərəkət trayektoriyası göstərilmişdir. Əgər zond
çuxur və ya hər hansı səth hissəsində olarkən qarşılıqlı təsir
zəifdirsə onda nümunə yuxarıya qaldırlır, əks halda nümunə
aşağı salınır. Əks əlaqə sisteminə müraciət V
fb
=V
lf
-V
s
siqnalı
yaranarkən əks əlaqə dövrəsində K sabiti ilə ( NanoEducator
cihazında-Feed Back Loop Gain) və ya bir neçə sabitlə
xarakterizə olunur. K-nın konkret qiyməti SZM-in xüsusi
konstruksiyasından(skanedicinin konstruksiyası və xarakteri,
elektron qurulusundan asılıdır), SZM-in iş rejimindən (skanet-
mənin ölçüləri və sürətini və i.a.) həmçinin tədqiq olunan səthin
xüsusiyyətlərindən(kələ-kötürlülüyün səviyyəsindən, topoqrafi-
yasının masştab xüsusiyyətindən, materialın bərkliyindən və
i.a.) asılıdır.
Ümumiyyətlə K-nın qiyməti nə qədər böyükdürsə, əks əlaqə
dövrəsi nümunə səthinin skanedilməsi zamanı alınan nəticələrin
kifayət qədər daha dəqiq alınmasına imkan verir. Bəzən K -nın
qiyməti hər hansı kritik qiyməti aşarsa əks əlaqə sistemi öz -
özünü həyəcanlandırmağa meyl edərək, bu zaman skanedilmiş
xətlərdə səs-küylər müşahidə olunur.
SZM verilənlərin formatı, təcrübənin nəticələrinin işlənmə-
si üsulları və təqdimi
Skanedici zond mikroskopu vasitəsi ilə alınmış məlumatlar
SZM kadrı şəklində iki ölçülü Z
ij
tam ədədlər massivi kimi
saxlanılır. Hər bir ij cütünə skanedilmiş sahə çərçivəsi daxi-
lində nümunə səthinin bir nöqtəsi uyğundur. Səth nöqtələrinin
koordinatlarını hesablamaq üçün nöqtələr arası məsafənin
17
“Nanotexnologiyadan laboratoriya işləri”. Dərs vəsaiti
qiymətini uyğun indeksə vurmaq lazımdır. SZM kadrları
200x200 və ya 300x300 elementləri olan kvadrat matrislər kimi
təsvir olunurlar.
1) Nümunə hərəkətsiz:
Zondun hərəkət
trayektoriyası
2) Zond hərəkətsiz:
Nümunənin hərəkət
trayektoriyası
Şəkil 1-6. Əks əlaqə sistemində lokal qarşılıqlı təsiri sabit qalmaqla
zondun və nümunənin hərəkət trayektoriyaları
SZM kadrların gözlə görünən kompüter qrafikası vasitələri
ilə aparılır, əsasən iki ölçülü işıqlı (2D) və üç ölçülü (3D)
təsvirləri şəklindədir. 2D gözlə görünən relyefin Z=F(x,y)
səthinin hər nöqtəsinə səthin nöqtəsinin hündürlüyünə uyğun
olaraq təyin olunmuş rəngin tonu qarşı qoyulur. Səth üzərində
fəzada yerləşmiş hər hansı nöqtənin səthin nöqtəvi mənbələrlə
şərti işıqlanma modelləşdirmə əsasında 3D təsvirlərinin rəng-
lənməsi üsulundan istifadə edilir (Şəkil 1-7a). Bu zaman relye-
fin ayrıca kiçik xüsusiyyətlərini qeyd etmək mümkündür.
SZM şəkillərində əhəmiyyətli məlumatlarla bərabər həmçi-
nin çoxlu əlavə məlumatlar da olur ki, bunlar nümunə səthinin
morfologiyası və xüsusiyyətləri haqqında yanlış məlumatlardır.
Şəkil 1-8 də səthin SZM şəkillərində sxematik olaraq müm-
kün təhrif olunmalar verilmişdir.
SZM şəkillərinə həmişə sabit tərkib daxildir ki, bu səthin
relyefi haqqında heç bir əhəmiyyətli məlumatı göstərmir. Bu z
oxu üzrə skanedicinin dinamik diapazonda yerdəyişmələri
zamanı nümunənin gətirilmə dəqiqliyini təsvir edir. Sabit tərkib
SZM kadrlardan proqram yolu ilə silinir.
18
Dostları ilə paylaş: |