Novel techniques in multi-frequency atomic force microscopy and spectroscopy

Nanometrik yüzeylerin ya da parçacıkların yüzey şekillerini Atomik Kuvvet Mikroskobu(AKM) ile görüntülerken, aynı zamanda bu nesnelerin farklı özelliklerinin de aynı zamanda görüntülenebilmesi çok ihtiyaç duyulan ve istenen bir özelliktir. Biz burada bu isteği gerçekleştirecek iki yeni teknik ortaya koyacağız.İlk olarak iletken yada kısmi olarak yalıtkan alttaşların oda scaklığında normal şartlar altında yerelleşmiş durumların yüklenmesini ölçebilecek taramalı uç tekniğini ortaya koyacağız. Uç ve numune arasındaki yüklenmiş parçacıkların varlığından kaynaklanan elektrostatik etkileşme ikinci dereceden bükülme kipleriyle görüntülenmiştir. Burada temel kip, uç ve numune arasındaki mesafeyikararlılaştırmak için kullanılmıştır. Uygulanan gerilimin iki sınır değer arasında kendini tekrar eder şekilde değittirilmesiyle, ikinci kipin genliğinin yüklenme dolayısıyla gösterdiği histeresisin gözlemlenmesi mümkündür. Sonuçlar silikon nanokristaller içeren silisyum nitrit filmler üzerinde gösterilmiştir.İkinci olarak ise kendini tekrar eden uç numune etkileşim kuvvetlerinin frekans bileşenlerinin, doğrusal olmayan uç numune etkileşimleri yardımıyla, çınlanımlı olarak algılanabilecekleri frekanslara dönüştürülmesini göstereceğiz. Sallanan ucun bir bükülme kipi yarı-değme durumunda görüntüleme yaparken, diğer bükülme kipi, dışardan gönderilen, algılama kipi ve yarı-vurma kipinin bir harmoniğinin frekansları farkında uygulanan mekanik titreşimin varlığı ile, dönüştürülmüş kuvvetleri algılamak için kullanıldı. Çekici ve itici bölgelerde malzeme zıtlığı silisyum alttaşlar üzerine konan polimetil metakrilat şekilleri ve deoksribonükleik asit zincirleri ile gösterilmiştir.Teknikler, standart kuvvet mikroskobu sistemleri ve uçları kullanılarak uygulanabilmektedir, ki bu da bu teknikleri bilimsel topluluğun kullanımı için yararlı kılmaktadır.