Расширение возможностей гибридного режима атомно-силового микроскопа в двухзондовом манипуляторе

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлен обзор расширения возможностей гибридного режима работы атомно-силового микроскопа, который является основным для двухзондового манипулятора атомно-силового микроскопа. Представлены варианты улучшения работы системы обратной связи атомно-силового микроскопа, которые существенно понижают шум в режиме сканирования рельефа. Продемонстрирована возможность применения данного режима для широкого класса зондов как упругих, таких как стандартные вольфрамовые зонды и стеклянные капилляры, так и жестких, например, как сапфировые зонды с диаметром скругления в десятки микрометров. Приведены примеры использования данного режима при измерении проводимости исследуемого образца, а также измерении силы адгезии нановискеров к кремниевой подложке. Кроме того, показано использование данного манипулятора атомно-силового микроскопа в микро- и нанофлюидике, такое как перемещение, соединение и разделение капель жидкости, а также создание капель определенного объема. Приведены примеры различных способов перемещения нановискеров по поверхности кремниевой подложки. Показана возможность манипулирования нановискером при помощи потока жидкости, формируемого зондом манипулятора атомно-силового микроскопа, т.е. без касания зондом самого нановискера.

Об авторах

А. А. Жуков

Институт физики твердого тела РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: azhukov@issp.ac.ru
Россия, 142432, Черноголовка

Список литературы

  1. Yamahata C. et al. // J. Microelectromech. Syst. 2008. V. 17. P. 623.
  2. Flohr K. et al. // Rev. Sci. Instrum. 2011. V. 82. P. 113705.
  3. Tsunemi E., Kobayashi K., Matsushige K., Yamada H. // Rev. Sci. Instrum. 2011. V. 82. P. 033708. https://www.doi.org/10.1063/1.3534830
  4. Cherepanov V., Zubkov E., Junker H., Korte S., Blab M., Coenen P., Voigtl B. // Rev. Sci. Instrum. 2012. V. 83. P. 033707. https://www.doi.org/10.1063/1.3694990
  5. Unisoku USM-1400-4P SNOM-SPM system (Unisoku), QuadraProbe (RHK Technology), LT NANOPROBE (Scienta Omicron).
  6. Giessibl F.J. // Appl. Phys. Lett. 1998. V. 73. P. 3956. https://doi.org/10.1063/1.122948
  7. Zhukov A.A., Stolyarov V.S., Kononenko O.V. // Rev. Sci. Instrum. 2017. V. 88. P. 063701. https://www.doi.org/10.1063/1.4985006
  8. Fang A., Dujardin E., Ondarçuhu Th. // Nano Lett. 2006. V. 6. P. 2368.
  9. Zhukov A.A. // Instrum. Experimental Tech. 2019. V. 62. P. 416. https://www.doi.org/10.1134/S0020441219030278
  10. O’Connell C.D., Higgins M.J., Marusic D., Moulton S.E., Wallace G.G. // Langmuir. 2014. V. 30. P. 2712. https://www.doi.org/10.1021/la402936z
  11. Hansma P.K., Drake B., Marti O., Gould S.A., Prater C.B. // Science. 1989. V. 243. P. 641. https://www.doi.org/10.1126/science.2464851
  12. Zhou L., Gong Y., Hou J., Baker L.A. // Anal. Chem. 2017. V. 89. P. 13603. https://www.doi.org/10.1021/acs.analchem.7b04139
  13. Rheinlaender J., Geisse N.A., Proksch R., Schäffer T.E. // Langmuir. 2011. V. 27. P. 697. https://www.doi.org/10.1021/la103275y
  14. Gesper A., Hagemann Ph., Happel P. // Nanoscale. 2019. V. 9. P. 14172. https://www.doi.org/10.1039/C7NR04306F
  15. Page A., Kang M., Armitstead A., Perry D., Unwin P.R. // Anal. Chem. 2017. V. 89. P. 3021. https://www.doi.org/10.1021/acs.analchem.6b04629
  16. Waghule T., Singhvi G., Dubey S.K., Pandey M.M., Gupta G., Singh M., Dua K. // Biomed. Pharmacotherapy. 2019. V. 109. P. 1249. https://www.doi.org/10.1016/j.biopha.2018.10.078
  17. Hore M.J.A., Ye X., Ford J., Gao Y., Fei J., Wu Q., Rowan S.J., Composto R.J., Murray Ch.B., Hammouda B. // Nano Lett. 2015. V. 15. P. 1374. https://www.doi.org/10.1021/acs.nanolett.5b03088
  18. De Kretzer D, Dennis P, Hudson B, Leeton J, Lopata A, Outch K, Talbot J, Wood C. // Lancet. 1973. V. 302. P. 728. https://www.doi.org/10.1016/S0140-6736(73)92553-1
  19. Sanchez D., Johnson N., Li Ch., Novak P., Rheinlaender J., Zhang Y., Anand U., Anand P., Gorelik J., Frolenkov G.I., Benham Ch., Lab M., Ostanin V.P., Schäffer T.E., Klenerman D., Korchev Y.E. // Biophys. J. 2008. V. 95. P. 3017. https://www.doi.org/10.1529/biophysj.108.129551
  20. Wei Ch., Bard A.J., Feldberg S.W. // Anal. Chem. 1997. V. 69. P. 4627. https://www.doi.org/10.1021/ac970551g
  21. Chen Ch.-Ch., Derylo M.A., Baker L.A. // Anal. Chem. 2009. V. 81. P. 4742. https://www.doi.org/10.1021/ac900065p
  22. Frederix P.L.T.M., Bosshart P.D., Akiyama T., Chami M., Gullo M.R., Blackstock J.J., Dooleweerdt K., de Rooij N.F., Staufer U., Engel A. // Nanotechnol. 2008. V. 19. P. 384004. https://www.doi.org/10.1088/0957-4484/19/38/384004
  23. Macpherson J.V., Jones C.E., Barker A.L., Unwin P.R. // Anal. Chem. 2002. V. 74. P. 1841. https://www.doi.org/10.1021/ac0157472
  24. Zhukov A.A., Romanova S.G. // Instrum. Experimental Tech. 2022. V. 65. P. 514. https://www.doi.org/10.1134/S002044122204008X

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (333KB)
Метаданные
3.

Скачать (739KB)
Метаданные
4.

Скачать (715KB)
Метаданные
5.

Скачать (76KB)
Метаданные

© А.А. Жуков, 2023