Атомно-силовая микроскопия механических свойств различных наносистем

• Автор: Няпшаев, Илья Александрович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 155 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Список используемых обозначений и сокращений
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Обзор литературы
§1.1 Основные принципы работы АСМ. Зонд как основной измерительный элемент АСМ
§1.2 Методики АСМ измерений
§1.3 Особенности измерений механических характеристик объектов с помощью АСМ
§ 1.4 Постановка задачи
Глава 2. Специализированные сферические АСМ зонды субмикронного калиброванного радиуса кривизны
§2.1 Трудности препятствующие созданию зондов с субмикронным калиброванным радиусом кривизны атомно-силового микроскопа
§2.2 Способ создания специализированных сферических зондов с калиброванным радиусом кончика в диапазоне 50-250 нм
§2.3 Способ создания специализированных сферических зондов с калиброванным радиусом кончика в диапазоне 250-500 нм
§2.4 Тестирование специализированных сферических зондов
субмикронного калиброванного радиуса кривизны
§2.5 Преимущества специализированных сферических зондов
субмикронного калиброванного радиуса кривизны
§2.6 Оптимизация процесса создания специализированных
сферических зондов субмикронного калиброванного радиуса кривизны

§2.7 Выводы
Глава 3. Исследование механических свойств Ш наносистем
§3.1 Асбестовые нанотрубки - как одномерные системы
§3.2 Исследования механических свойств одномерных систем с помощью АСМ. Реализация методики «трех-точечных» измерений
§3.3 Измерение механических характеристик природных и синтезированных асбестовых нанотрубок в атмосферных условиях
§3.4 Измерение механических характеристик нанотрубок с различными наполнителями
§3.5 Выводы
Глава 4. Исследование механических свойств 2И наносистем
§4.1 Полисилоксановые блок-сополимерные ультратонкие пленки как двухмерный объект
§4.2 Исследование морфологии и рельефа полисилоксановых блок-сополимерных пленок с помощью стандартных АСМ зондов
§4.3 Измерение упруго-механических свойств полисилоксановых блок-сополимсрных пленок с помощью стандартных АСМ зондов
§4.4 Измерение упруго-механических свойств полисилоксановых блок-сополимерных пленок с помощью специализированных сферических зондов субмикронного калиброванного радиуса кривизны
§4.5 Выводы
Глава 5. Исследование механических свойств ЗБ наносистем
§5.1 Биологическая клетка как трехмерный физический объект

§5.2 Исследование рельефа и механических характеристик живых клеток А549 и Ь41 с помощью специализированных сферических зондов субмикронного калиброванного радиуса кривизны
§5.3 Исследования роли холестерина на механические свойства живых клеток К562 с помощью специализированных сферических зондов субмикронного калиброванного радиуса кривизны
§5.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы:

Довольно оригинальный, но крайне сложный по своей реализации, метод измерения механических свойств многостенных углеродных нанотрубок был предложен в работе [35]. Исследуемые нанотрубки закреплялись между кончиков двух АСМ зондов в камере СЭМ, см. рис.9. Один из зондов значительно превосходил по жесткости другой и был закреплен на пьезоподвижке, которая осуществляла контролируемые перемещения. Отклонение более мягкого зонда и деформация нанотрубки, при совершаемых перемещениях, регистрировались с помощью СЭМ.
Рис.9. СЭМ изображение двух АСМ зондов с нанотрубкой, закрепленной между ними с помощью электронного пучка (А). СЭМ изображение кончиков зондов и нанотрубки между ними в более высоком разрешении (В). СЭМ снимки приведены из работы [35].
Исходя из полученных данных (отклонение консоли мягкого зонда и деформация нанотрубки при известном шаге пьезоподвижки) и определенных коэффициентов жесткостей зондов строились зависимости сила-деформация, и оценивался модуль Юнга. Хоть в данной работе и использовались нормальные отклонения консоли, но их измерение проводилось с помощью СЭМ, что сильно влияло на точность получаемых данных, о чем свидетельствует сильный разброс значений определенного модуля Юнга нанотрубок [35]. Техническая сложность такого эксперимента вполне очевидна.