DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ HAZIRLAYANLAR TEKSTİL FİZİĞİ DERSİ ÖDEVİ ATOMİK KUVVET MİKROSKOBU

Transkript

1 DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ TEKSTİL FİZİĞİ DERSİ ÖDEVİ ATOMİK KUVVET MİKROSKOBU HAZIRLAYANLAR Vahide YALÇIN Furkan ERCAN Begüm BAYAT Aybüke YILMAZ Aylin BİLEN Eyüp Yasir ŞENGÜL Beyza KOYUN Yunus DİNDAROĞLU ilkkar Karağolu

2 ATOMİK KUVVET MİKROSKOBU

3 Atomik kuvvet mikroskobu (AKM) ya da taramalı kuvvet mikroskobu çok yüksek çözünürlüklü bir taramalı kuvvet mikroskobudur. AKM 1980 de Binning ve Rohrer tarafından IBM Research - Zürih te geliştirilmiş, araştırmacılara 1986 Nobel Ödülü'nü kazandırmıştır. İlk ticari AKM 1989 da piyasaya sürüldü.

4 Atomik kuvvet mikroskobu nano boyutta görüntüleme, ölçme ve malzeme işleme konusunda en gelişmiş araçlardan biridir. Ulaşılmış çözünürlük birkaç nanometre ölçeğinde olup optik tekniklerden en az 1000 kat fazladır.

5 AKM nin bildiğimiz optik mikroskoplardan farkı optik mikroskopla bir cismi gerçekten görebilirsiniz, ama atomik kuvvet "mikroskobu" ile bir cismin ya da yüzeyin nasıl olduğunu öğrenebileceğiniz bir resim görebilirsiniz. Yani gerçek manada bir atomu göremezsiniz, ama atomların nasıl dizildiğini anlayabilirsiniz.

6 AKM NİN ÇALIŞMA PRENSİBİ AKM esnek bir maniveladan ve (yüzeyi taramak için kullanılan) buna bağlı sivri bir uçtan oluşur. Nanometre ölçeğinde eğrilik yarıçapı olan bir uç taşır.

7 Temas Modu Kontak modunda, gezici uç ile numune arasındaki itme kuvveti (nanonewton büyüklüğünde) sabit kalacak şekilde gezici uç numune üzerinde gezdirilir. Eğer gezici uç bir çıkıntı ile karşılaşırsa gezici uç ile numune arasındaki itme kuvveti artar.

8 Aradaki itme kuvvetini sabit hale getirmek için gezici uç bir miktar yukarıya hareket eder ve bu sayede gezici uç ile numune arasındaki itme kuvveti sabit kalır. Yukarıya doğru olan bu hareket miktarı söz konusu çıkıntının nisbi yüksekliğini verir. Eğer gezici uç bir girinti ile karşılaşırsa gezici uç ile numune arasındaki itme kuvveti azalır.

9 Aradaki itme kuvvetini sabit hale getirmek için gezici uç bir miktar aşağıya hareket eder ve bu sayede gezici uç ile numune arasındaki itme kuvveti sabit kalır. Aşağıya doğru olan bu hareket miktarı söz konusu girintinin nisbi derinliğini verir. Gezici uç ile numune arasındaki çekme-itme kuvvetleri piezoelektrik malzeme kullanılarak ölçülür.

10 Gezici uç numune üzerinde gezdirilirken düşey doğrultuda meydana gelen hareketler gezici ucun bağlı olduğu desteğin ters yüzüne gönderilen bir lazer ışını yardımıyla ölçülür. Destekten yansıyan lazer ışını, desteğin yaptığı düşey doğrultudaki hareket nedeniyle detektörde farklı noktalara düşer. Detektör pozisyona duyarlı olduğu için elde edilen şiddet bilgisi desteğin düşey doğrultudaki hareketini dolayısıyla da numune yüzeyinin topoğrafyasını gösterir. Düşey doğrultudaki çözünürlük (10-10m) mertebesindedir.

11 Gezici ucun düşey doğrultudaki hareketi bir yay yardımıyla da ölçülebilir. Gezici uç ile numune arasındaki itme kuvvetini sabit tutmak yerine gezici uç yüksekliği sabit tutulursa numune ile uç arasındaki itme-çekme kuvvetlerinin haritası elde edilir. Gezici uçlar Si ve Si 3 N den yapılır. Atomik kuvvet mikroskobisinde,gezici ucun keskinliği arttığı zaman yatay çözünürlük artar.

12 AKM NİN KULLANIM ALANLARI Elektronik Biyoloji Kimya Otomotiv Uzay Enerji TEKSTİL

13 İncelenen malzemeler: Seramikler Kompozitler Camlar Metaller Polimerler Yarı iletkenler

14 Uygulama alanları: Aşınma Temizlik Sürtünme Kaplama Parlaklık Korozyon Lif

15 Atomik Kuvvet Mikroskobunun Tekstil Alanında Kullanımı Tekstil liflerinin hacimsel özellikleri ve yüzey özellikleri,malzeme davranışını belirler dolayısıyla kullanım yerlerini etkiler. Malzemenin hacimsel özelliklerini ölçmek için pek çok yöntem geliştirilmişken yüzey özelliklerini incelemek daha zordur.tekstil liflerinin kullanımında yüzey özellikleri çok önemlidir.

16 Tekstil yüzeylerinin, inorganik ya da organik parçacıklarla etkileşimi fonksiyonel bitim işlemleri ve katkılı lif üretimi açısından önemlidir. Önceki yıllarda cihaz yetersizliğinden dolayı tekstil materyallerinin yüzey yapıları yeterince anlaşılamamıştır. Teknolojinin gelişmesiyle ve Atomik Kuvvet Mikroskobunun üretilmesiyle birlikte tekstil yüzeyleri hakkında detaylı çalışmalar yapılmaya başlanmıştır.

17 KAYNAKÇA t_mikroskobu HAR/MALZEME%20KARAKTERIZASYON%20T EKNIKLERI/ATOMIK%20KUVVET%20MIKROSK OBU%20[9].pdf