Laboratoriya işi № Skanedici zond mikroskopu(szm) vasitəsilə nümu

Skanedici zond mikroskopu (SZM) vasitəsilə nümunə  səthinin topoqrafiyasının 

alınması. Təcrübənin nəticələrinin işlənməsi  

 

 

 

 

Şəkil 1-12. NanoEducator cihazının funksional sxemi 

 

Qarşılıqlı  təsir qüvvəsi çeviricisi kimi pyezoelektrik 

borunun  bir hissəsi pyezovibrator, o biri tərəfi mexaniki rəqsin 

çeviricisi kimi istifadə olunur. Pyezovibratora qüvvə çevirici-

sinin rezonans tezliyinə  bərabər tezlikli dəyişən elektrik 

gərginliyi verilir. Rəqs amplitudu zond-nümunə  məsafəsinin 

böyük qiymətlərində maksimal olur. Şəkil 1-16-dan  göründüyü 

kimi rəqs prosesində zond tarazlıq vəziyyətindən A

0

 kəmiyyəti 

qədər meyl edir. Bu onun məcburi mexaniki rəqs amplituduna 

bərabərdir(mkr tərtibində). Bu zaman pyezoelementin ikinci 

hissəsində(rəqs çeviricisi) zondun yerdəyişməsinə mütənasib 

olan dəyişən elektrik cərəyanı yaranır və deməli cihaz 

tərəfindən bu cərəyan qeydə alınır. 

Rəqs zamanı zond nümunə  səthinə yaxınlaşdıqda zond 

nümunəyə toxunmağa başlayır. Bu çeviricinin rəqslərinin 

amplitud-tezlik xarakteristikasının(ATX) səthdən uzaqda olar-

kən ölçülmüş  ATX ilə müqayisəsinə görə sola tərəf yerinin 

dəyişməsinə gətirər. Belə ki, pyezoborunun məcburi rəqslərinin 

 

 

 

23

---

“Nanotexnologiyadan laboratoriya  işləri”. Dərs vəsaiti  

 

tezliyi sabit saxlanılır və  sərbəst vəziyyətdəki

0

ω

tezliyinə 

bərabər olur, zond səthə yaxınlaşarkən onun rəqs amplitudu 

azalır və  A-ya bərabər olur. Bu amplitud pyezoborunun ikinci 

yarım hissəsində qeydə alınır. 

 

Şəkil 1-13. NanoEductor cihazının universal çeviricisinin   

                   konstruksiyası 

 

Şəkil 1-14. Tunel cərəyanının qeydiyyatı prinsipi 

 

 

 

24

---

Skanedici zond mikroskopu (SZM) vasitəsilə nümunə  səthinin topoqrafiyasının 

alınması. Təcrübənin nəticələrinin işlənməsi  

 

 

 

 

Şəkil 1-15. Qarşılıqlı  təsir qüvvə çeviricisi kimi işlədilən 

pyezoelektrik borunun iş prinsipi 

 

Şəkil 1-16. Qüvvə çeviricisinin nümunə səthinə yaxınlaşarkən rəqs  

tezliyinin dəyişməsi 

Skanedici NanoEducator cihazında istifadə olunan mikro-

dəyişmələri təşkil etmək üsulları pyezolövhəyə yapışdırılmış 

səthə metal membranın bütün perimetri boyunca sıxılmasına 

əsaslanmışdır(Şəkil 1-17a). İdarəedici gərginliyin təsiri altında 

pyezolövhənin ölçülərinin dəyişməsi membranın  əyilməsinə 

səbəb olur. Kubun üç perpendikulyar tərəfləri üzrə membranlar 

yerləşdirilir və onların mərkəzlərini metal istiqamətləndiricilə 

birləşdirərək 3 koordinatlı skanedici almaq olar(Şəkil  1-17b). 

 

 

 

25

---

“Nanotexnologiyadan laboratoriya  işləri”. Dərs vəsaiti  

 

2 kubun üzlərinə birləşdirilmiş hər bir 1 pyezoelementi ona 

birləşdirilmiş 3 itələyicisini tətbiq olunan elektrik gərginliyin 

hesabına x, y və z istiqamətlərdə hərəkət etdirə bilər. Şəkildən 

görünür ki, hər üç itələyici bir nöqtədə birləşibdir. Bəzi təqri-

biliyi nəzərə alaq ki, bu nöqtə üç x, y və z koordinatları üzrə 

yerini dəyişir. Bu nöqtəyə altlıq-6 və 5-dayağı  bərkidilmişdir. 

Beləliklə üç asılı olmayan gərginlik mənbəyinin təsiri 

nəticəsində nümunə  hər üç koordinat üzrə yerini dəyişir. 

NanoEducator da nümunənin maksimal yerdəyişməsi 50-70 

mkm-dir. Bu skanetmənin maksimal sahəsini təyin edir. 

Zondun nümunəyə avtomatik yaxınlaşma mexanizmi (əks 

əlaqənin yaranması).  

Skanedicinin z oxu üzrə yerdəyişmə diapazonu 10 mkm 

təşkil edir, buna görə  də skanetmədən  əvvəl zondu nümunəyə 

bu məsafəyə  qədər yaxınlaşdırmaq lazımdır. Bunun üçün 

gətirmə mexanizmi var, bu Şəkil 1-18 də verilmişdir. 1 addım 

mühərrikinə elektrik impulsu verərkən 3 çevirici burğunu 

fırladaraq və 3 plankasını 4 zondu ilə birlikdə 6 skanedicisi ilə 

birləşdirilmiş nümunəyə yaxınlaşdırılır və ya uzaqlaşdırılır. Bir 

addımının uzunluğu təqribən 2 mkm-dir. 

Yaxınlaşma mexanizminin addımı zond və nümunə arasın-

dakı məsafədən xeyli böyük olduğundan skanetmə prosesi vaxtı 

zond deformasiyaya məruz qalmasın deyə onun yaxınlaşması 

addım mühərrikinin işləməsi ilə eyni zamanda həyata keçirilir 

və aşağıdakı alqoritm üzrə skanedici z oxu üzrə yerini dəyişir. 

Əks  əlaqə sistemi sönür və skanedici qalxır, yəni nümunə 

aşağı son vəziyyətə düşür. 

1.

 

Zondun gətirilmə mexanizmi bir addım edir və dayanır. 

2.

 

Əks əlaqə sistemi işə düşür və skanedici yavaşca nümunəni 

yuxarıya qaldırır, bu zaman zond-nümunə qarşılıqlı  təsirin 

yaranması analiz edilir. 

3.

 

Əgər qarşılıqlı təsir yaranmırsa proses 1 punktunda yenidən 

təkrar olunur. 

 

 

 

26

---

Skanedici zond mikroskopu (SZM) vasitəsilə nümunə  səthinin topoqrafiyasının 

alınması. Təcrübənin nəticələrinin işlənməsi  

 

 

 

 

 

 

a

a

a

)

)

)

 

 

 

b

b

b

)

)

)

 

 

 

Şəkil 1-17. NanoEducator skanedici cihazının hərəkət prinsipi (a)    

                   və konstruksiyası (b) 

 

Şəkil 1-18. Nümunə səthinə zondun gətirilmə mexanizminin sxemi 

 

Əgər skanedici yuxarı hərəkət edərkən sıfırdan fərqli siqnal 

yaranarsa  əks  əlaqə sistemi skanedicinin yuxarıya hərəkətini 

saxlayır və bu səviyyədə qarşılıqlı təsirin qiymətini qeydə alır. 

Zondun nümunəyə yaxınlaşması dayandıqda və skanetmə 

prosesi baş verdikdə qarşılıqlı  təsir qüvvəsinin qiyməti 

NanoEducator  qurğusunda  Amplitude Suppresion(ampli-

tudın azalması) parametri ilə xarakterizə olunur:  

 A=A

0

 (1 - Amplitude Suppression). 

SZM təcrübəsinin aparılması [4] 

NanoEducator proqramını çağırdıqdan sonra kompüterin 

ekranında baş  pəncərə  təsvir olunacaq (Şəkil 1-19). File 

 

 

 

27

---