(Cd,Mn)Te - Instytut Fizyki PAN

6.2. BADANIE STRUKTURY POWIERZCHNI (AFM)Mikroskop sił atomowych (AFM - Atomic Force Microscope) jest typemmikroskopu ze skanującą sondą (SPM - Scanning Probe Microscope). Umożliwiauzyskanie obrazu powierzchni ze zdolnością rozdzielczą rzędu wymiarów pojedynczegoatomu dzięki wykorzystaniu sił oddziaływań międzyatomowych [1].Interpretacja obrazów w idealnej sytuacji zakłada, że obserwowany obraz jestwynikiem oddziaływania najbardziej wysuniętych atomów ostrza i próbki. Obrazymogą różnić się między sobą, jeśli używamy różnych ostrzy. W mikroskopie tym, doobrazowania powierzchni można użyć sił krótko- lub długozasięgowych. Ze względu narodzaj sił wyróżniamy trzy mody pomiarowe:1) mod kontaktowy, w którym ostrze AFM odgrywa rolę profilometru badającegotopografię powierzchni. Odpowiedni nacisk ostrza na powierzchnię (10 –7 N - 10 –11 N),powoduje, że obszar kontaktu pomiędzy ostrzem a powierzchnią próbki jest mały. Wtym trybie wykorzystujemy krótkozasięgowe siły oddziaływania. Pomiędzy atomami naczubku ostrza, a atomami próbki zachodzą interakcje ich sfer elektronowych,a działające na ostrze siły odpychające powodują ugięcie mikrobelki;2) mod bezkontaktowy, w którym odsuwając ostrze na odległość 1-10 nm,wykorzystujemy do obrazowania siły krótkozasięgowe, takie jak: siły magnetyczne,elektrostatyczne czy przyciągające siły van der Waalsa. W tej metodzie obrazowania niemierzymy statycznego ugięcia dźwigni, ale wprawiamy dźwignię w drgania o częstościzbliżonej do jej częstości rezonansowej za pomocą piezoelementu. Reakcją na siłędziałającą na dźwignie jest zmiana amplitudy i częstości drgań, co jest informacjąpozwalającą uzyskać obraz;3) mod kontaktu przerywanego (Tapping Mode), w którym belka jestwprowadzana w drgania na tyle blisko powierzchni, że poza siłami długozasięgowymiznaczenie mają również siły krótkozasięgowe: ostrze cyklicznie uderza w powierzchnię.Obrazy powierzchni (w szczególności parametr chropowatości RMS) uzyskane doniniejszej pracy wykonane zostały we współpracy z mgr inż. E. Łusakowską z ON 1.2IF PAN w Warszawie. Pomiary wykonano na urządzeniu Multi Mode ScanningMiscroscope (SPM) produkcji Digital Instruments (DI) pracującym w modzie TappingMode Force Microscope (AFM).152