Fungerende model af et skanning probe mikroskop

Kontakter:         

Jane H. Nielsen, DTU Fysik, 4525 3222 (jane@fysik.dtu.dk)

Robert Jensen, DTU Fysik, 4525 32 12 (robert.jensen@fysik.dtu.dk)

Et SPM virker ved at lade en spids probe skanne hen over en overflade. Vekselvirkningen - som i et STM forårsager en kvantemekanisk tunnelstrøm - mellem spidsen og overfladen bruges til at justere afstanden mellem proben og overflade med. Denne målte højdevariation bruges så til at danne et billede af overfladens højdevariation. Til højre er vist et STM billede af en grafitoverflade, hvor udvalgte kul atomer kan ses på overfladen.

Skanning probe mikroskopi er en fællesbetegnelse for en lang række mikroskopiteknikker, som har det til fælles, at en prøve undersøges ved at måle en given fysisk vekselvirkning i et stort antal punkter hen over prøven. Vekselvirkningen kunne eksempelvis være tunnelstrøm, hvilket er tilfældet i et STM, eller det kunne være en lille spids nål som bøjes som følge en kraftpåvirkning fra overfladen. Dette er det grundlæggende princip i et AFM.

Vekselvirkningen kan også realiseres via andre fysiske fænomener, eksempelvis via en magnet eller en kapacitiv kobling mellem nål og prøve. I dette fagprojekt skal I konstruere en fungerende model af et SPM, som er i stand til at skanne objekter af nogle centimers størrelse. Dette gøres først og fremmest ved hjælp af en optisk sensor, som findes i cd-rom drev og derfor er let tilgængelig. I projektet skal I både konstruere den mekaniske opstilling, som skanner prøven, få den optiske sensor til at virke hensigtsmæssigt og skrive den nødvendige software for at styre opstillingen og dermed skabe et billede af prøven. Det er også interessant at undersøge hvordan forskellige styre-strategier har betydning for billeddannelsen. I dette fagprojekt får I derfor en god indsigt i alle dele af et ”ægte” SPM mikroskop.