Статья

Название статьи АКУСТИЧЕСКАЯ АТОМНО-СИЛОВАЯ МИКРОСКОПИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Автор А.М. Алексеев, Й. Лоос
Рубрика РАЗДЕЛ II. НАНОМАТЕРИАЛЫ
Месяц, год 09, 2014
Индекс УДК 53.086
DOI
Аннотация Проводилось исследование влияния различных условий измерения полимеров, на примере поликарбоната, полистирола и полипропилена, с помощью атомно-силовой акустической микроскопии (АСАМ) для нахождения оптимальных условий для определения локального модуля Юнга исследуемого материала. Описываются особенности измерения АСАМ зондами с различными значениями жесткости балки, а также длины и ширины кантилевера. Обнаружено, что только зонды с параметрами в определенном диапазоне могут быть использованы для измерений, так как применение слишком мягких зондов затруднено низкой чувствительностью к упругим свойствам поверхности, а использование слишком жестких зондов приводит к разрушению полимерных образцов и возникновению дефектов на их поверхности. Предложена процедура измерения полимеров методом АСАМ, включающая в себя измерения амплитуды и частоты колебания кантилевера, а также расстояния между зондом и исследуемым образцом в каждой точке поверхности.

Скачать в PDF

Ключевые слова АСАМ; модуль Юнга; полимеры; кантилевер.
Библиографический список 1. Rabe U., Arnold W. Acoustic microscopy by atomic force microscopy // Appl. Phys. Lett. – 1994. – Vol. 64. – P. 1493.
2. Rabe U., Janser K., Arnold W. Vibrations of free and surface‐coupled atomic force microscope cantilevers: Theory and experiment // Rev. Sci. Instrum. – 1996. – Vol. 67. – P. 3281.
3. Rabe U., Scherer V., Hirsekorn S., Arnold W. Nanomechanical surface characterization by atomic force acoustic microscopy // J. Vac. Sci. Technol. B. – 1997. – Vol. 15. – P. 1506.
4. Turner J.A., Hirsekorn S., Rabe U., Arnold W. High-frequency response of atomic-force microscope cantilevers // J. Appl. Phys. – 1997. – Vol. 82. – P. 966.
5. Kester E., Rabe U., Presmanes L., Tailhades Ph., Arnold W. Measurement of Young's modulus of nanocrystalline ferrites with spinel structures by atomic force acoustic microscopy // J. Phys. Chem. Sol. – 2000. – Vol. 61. – P. 1275.
6. Amelio S., Goldade A.V., Rabe U., Scherer V., Bhushan B., Arnold W. Measurements of elastic properties of ultra-thin diamond-like carbon coatings using atomic force acoustic microscopy // Thin Solid Films. – 2001. – Vol. 392. – P. 75.
7. Prasad M., Kopycinska M., Rabe U., Arnold W. Measurement of Young's modulus of clay minerals using atomic force acoustic microscopy // Geophys. Res. Lett. – 2002. – Vol. 29. – P. 13-1-13-4.
8. Rabe U., Kopycinska M., Hirsekorn S., Arnold, W. Evaluation of the contact resonance frequencies in atomic force microscopy as a method for surface characterization // Ultrasonics. – 2002. – Vol. 40. – P. 49-54.
9. Kopycinska-Mьller M. On the elastic properties of nanocrystallyne materials and the determination of elastic properties on a nanoscale using the atomic force acoustic microscopy technique, Ph. D. Thesis, Saabrьcken, 2005.
10. Oliver W.C., Pharr G.M. An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments // J. Mater. Res. – 1992. - Vol. 7. – P. 1564-1583.
11. Oliver W.C., Pharr G.M. Measurement of hardness and elastic modulus by instrumented indentation: Advances in understanding and refinements to methodology // J. Mater. Res. – 2004. – Vol. 19. – P. 3-20.
12. Yamanaka K., Ogiso H., Kolosov O. Ultrasonic force microscopy for nanometer resolution subsurface imaging // Appl. Phys. Lett. 1994. Vol. 64. P. 178-180.
13. Yamanaka K., Nakano S. Ultrasonic atomic force microscope with overtone excitation of cantilever // Jpn. J. Appl. Phys. 1996. Vol. 35. P. 93.
14. Yamanaka K., Tsuji T., Noguchi A., Koike T. Nanoscale elasticity measurement with in situ tip shape estimation in atomic force microscopy // Rev. Sci. Instrum. – 2000. – Vol. 71. – P. 2403.

Comments are closed.