[h=1]اندازه‌گیری مدول یانگ مواد نانوساختار با استفاده از دستگاه میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)[/h]موضوع : تجهيزات و مدل سازي تاریخ مقاله : 1392/04/15 تعداد بازدید : 728
امروزه، در بسیاری از حوزه‌های مختلف فناوری نانو از روشهای آنالیز سطح برای پژوهش و کنترل کیفیت استفاده می‌شود. روشهای میکروسکوپی پروبی روبشی از جمله این روشها است که نقش تعیین‌کننده‌ای در حوزه پژوهشی فناوری نانو ایفا کرده است. در میکروسکوپ‌های پروبی روبشی از یک پروب که روی سطح نمونه حرکت می‌کند برای بررسی سطح نمونه‌ها استفاده می‌شود. با استفاده از این میکروسکوپ‌ها، علاوه بر توپوگرافی سطح، می‌توان راجع به اصطکاک، خواص حرارتی، و الاستیسیته سطح نیز اطلاعاتی به دست آورد که با استفاده از روشهای دیگر قابل دستیابی نیستند. این میکروسکوپ‌ها معمولاً برای آماده‌سازی نمونه به خلا بسیار بالایی که برای میکروسکوپ‌های الکترونی لازم است نیازی ندارند. میکروسکوپ نیروی اتمی یکی از انواع میکروسکوپ‌های پروبی روبشی است که در آن سطح نمونه به وسیله یک سوزن بسیار تیز روبش می‌شود. عملکرد دستگاه AFM بر پایه نیروی بین نوک پروب میکروسکوپ و سطح نمونه است. این نیرو به فاصله نمونه از نوک پروب بستگی دارد. وقتی نمونه به نوک پروب بسیار نزدیک باشد، نیروی دافعه واندروالس و، در فواصل دورتر، نیروی جاذبه واندروالس نقش مهمی ایفا می‌کنند. اساس کار دستگاه AFM به این صورت است که نوک پروب این میکروسکوپ به یک تیرک متصل است و تغییر در نیروی اتمی بین سوزن و سطح، آن را خم می‌کند. این سوزن از جنس سیلیکون یا نیترید سیلیکون است و ابعادی در محدوده نانومتر دارد. نیروی واردشده به سوزن تیرک را خم می‌کند و بر اساس میزان جابه‌جایی تیرک، میزان نیروی واردشده به سوزن محاسبه می‌شود. برای اندازه‌گیری میزان جابه‌جایی تیرک در این میکروسکوپ‌ها از پرتو لیزر استفاده می‌شود. یکی از کاربردهای مهم دستگاه AFM، علاوه بر به دست آوردن تصاویر توپوگرافی سطح، اندازه‌گیری خواص مکانیکی نانومواد است. به کمک این دستگاه می‌توان در برخی از نانومواد خواص مکانیکی‌ای مانند مدول الاستیک و چگونگی شکست و برخی خواص دیگر را اندازه‌گیری کرد. در این مقاله به بیان چگونگی اندازه‌گیری مدول یانگ (مدول الاستیک) به‌وسیله میکروسکوپ AFM پرداخته شده است.
افراد مقاله : صدیقه صادق حسنی (نویسنده اول) - سمیرا گل زردی (نویسنده دوم) - سمیرا میرجلیلی (نویسنده سوم)
