M Ü h a z I r ə – 7 və 8 Nanomateriallarin tədqiqində istifadə olunan üsullar. Spektroskopiya və mikroskopiya



Yüklə 169.45 Kb.
Pdf просмотр
tarix02.03.2017
ölçüsü169.45 Kb.

52 

 

M Ü H A Z İ R Ə – 7 və 8 



Nanomateriallarin tədqiqində istifadə olunan üsullar.  

Spektroskopiya və mikroskopiya 

 

Optikadan bilirik ki, insan gözünün görə biləcəyi  ən minimal ölçülü, yəni 

0,1 mm tərtibli obyektə  qədər olan məsafə 25 sm hesab olunur. Müasir optik 

mikroskoplar obyekti 1500 dəfə böyüdə bilir. Bu o deməkdir ki, bu mikroskoplarla 

yalnız 10

-7

m ölçülü obyektləri görmək mümkündür. Nano tərtibli obyektləri 



görmək və tədqiq etmək üçün daha güclü, ayırdetmə qabiliyyəti daha yüksək olan 

mikroskopların yaranması zərurəti yarandı. 

Lakin optik mikroskopların görmə (və ya ayırdetmə) qabiliyyətinin sonrakı 

artımı bir sıra prinsipial çətinliklərlə üzləşdi. Bu ilk öncə difraksiya qabiliyyəti ilə 

bağlı olan bir maneə idi. Belə ki, 

ΧΙΧ  əsrin 70-ci illərində Reley tərəfindən 

göstərilmişdir ki, aralarındakı  məsafə  d=0,61 

λ/n  –dən kiçik olan obyektləri 

görmək mümkün deyil (

λ - işıq dalğasının uzunluğu,  n  – mühitin sındırma 

əmsalıdır).  

Bütün bunlara baxmayaraq, son illər yaradılan mikroskoplar vasitəsilə, hətta 

200 nm ölçüyə malik obyekləri görmək və tədqiq etmək mümkündür.  

Ümumiyyətlə, nanoquruluşları  tədqiq etmək üçün istifadə edilən üsulları 



ənənəvi və qeyri-ənənəvi olmaqla 2 böyük qrupa bölmək olar. Ənənəvi üsullara 

spektroskopiya və difraksiya üsullarını, qeyri-ənənəvi üsullara isə aşağıdakı müasir 

mikroskopiya üsullarını aid etmək olar: 

 

1.  İşıqburaxan elektron mikroskopiyası;  5.   Skanedici tunnel mikroskopiyası; 



2.  Skanedici elektron mikroskopiyası; 

6.   Atom-güvvət mikroskopiyası; 

3.  Sahə elektron və ion mikroskopiyası; 

7.   Yaxınsahəli skanedici optik                 

      mikroskopiyası.; 

4.  Skanedici zond mikroskopiysı;    

8.   Zond nanolitoqrafiyası. 

 

Ənənəvi tədqiqat üsulları və onların fiziki əsasları 



 

SPEKTROSKOPIK ÜSULLAR 

Spektroskopik üsullar atomların, molekulların və onlardan əmələ  gələn 

makrosistemlərin enerji quruluşunu, həmçinin, enerji səviyyələri arasında kvant 

keçidlərini tədqiq edir ki, bu da maddənin quruluşu və xassələri haqqında məlumat 

əldə etməyə imkan verir. Bunlara nüvələrarası  məsafələr, valent bucaqları, 

rabitələrin enerjisi, atomların effektiv yükləri, dipol momenti, ionlaşma potensialı, 

elektrona hərislik və s. aiddir. Bu kəmiyyətlərin qiymətləri molekulun elektron 

konfiqurasiyası ilə, yəni elektronların molekulyar orbitallarda paylanması 

ardıcıllığı ilə müəyyən edilir. Quruluş haqqında son nəticə isə,  əksər hallarda, 

müxtəlif üsullar vasitəsilə alınmış məlumatların müqayisəli təhlilindən sonra əldə 

edilir. 


53 

 

Digər üsullarla müqayisədə spektral üsulların üstünlüyü ondan ibarətdir ki, 



ölçmə prosesində nümunədə  dəyişiklik baş vermir və nümunənin  əvvəlcədən 

hazırlanmasına ehtiyac duyulmur. Bu üsulları istifadə olunan elektromaqnit 

dalğalarının uzunluğuna (və ya tezliyinə) görə aşağıdakı kimi təsnif edirlər: 

1.

 



Radiospektroskopiya 

2.

 



İQ spektroskopiya 

3.

 



Görünən işıq spektroskopiyası 

4.

 



UB və fotoelektron spektroskopiyası 

5.

 



Rentgen spektroskopiyası 

6.

 



Qamma-şüalanma spektroskopiyası. 

Biz adlarını  çəkdiyimiz spektroskopik üsullardan yalnız 3-nü – 

radiospektroskopiyanın daha çox öyrənilən və  ən maraqlı istiqamətlərindən olan 

Nüvə Maqnit Rezonansı (NMR) və Elektron Paraaqnit Rezonansı (EPR) üsullarını, 

və həmçinin, İnfraqırmızı (İQ) spektroskopiya üsulunu nəzərdən keçirəcəyik. 

1. Radiospekroskopiya 

Maddə quruluşunun və orada gedən proseslərin radiospektroskopik üsullarla 

tədqiqi radiodalğaların (dalğa uzunluğu 

> 500 mkm, tezliyi < 10

13

 Hs) rezonans 



üsullarına əsaslanır. Radiospektroskopik üsullar, İQ spektroskopiyadan kvantların 

kiçik enerjilərlə udulmasına görə fərqlənir ki, bu da maddənin enerji səviyyələrinin 

kiçik parçalanmaları ilə  əlaqədar yaranan zəif qarşılıqlı  təsirləri də öyrənməyə 

imkan verir. Bundan başqa, müxtəlif tezlikli radiodalğalarda sistemin eyni vaxtda 

həyəcanlanma prosesinin sadəliyi, enerji səviyyələrinin nisbi məskunlaşmasını 

dəyişməyə  və qadağan olunmuş keçidləri tədqiq etməyə imkan verir. 

Radiospektroskopiyann bir neçə istiqaməti vardır ki, bunlardan biri də Nüvə 

Maqnit Rezonansı üsuludur. 



Nüvə maqnir rezonansı (NMR) üsulu 

NMR üsulu 1945-cı ildə amerika fizikləri E.Persell (Harvard Universiteti) və 

Blox (Stanford Universiteti) tərəfindən kəşf edilmiş və bu kəşfə görə onlar 1952-ci 

ildə fizika üzrə Nobel mükafatına layiq görülmüşlər. NMR spektroskopiyası 

molekulyar sistem haqqında daha çox məlumat almağa imkan verən üsul olub, 

atom və molekulların elektron halını, kondensə olunmuş hallarda maddənin 

quruluşu və dinamikasını hesablamağa, molekullararası qarşılıqlı təsirləri müəyyən 

etməyə  və kimyəvi reaksiyaların mexanizmlərini  başa düşməyə imkan verir. Bu 

üsulun üstünlüyü nümunənin hazırlanmasının sadəliyi və tədqiqatın nəticəsinin tez 

əldə olunması ilə bağlıdır. 



NMR effekti, atom nüvələrinin maqnit momentləri istiqamətlərinin 

dəyişməsi ilə  əlaqədar olaraq, maddə  tərəfindən elektromaqnit enerjisinin 

rezonans udulması zamanı meydana gəlir. NMR üsulu spini “O”-dan fərqli olan 

nüvələrdə özünü doğruldur. (Məsələn, 

1

H, 


2

H, 


13

C, 


14

N, 


15

N, 


19

F, 


29

Si, 


31

P və s.).  

 

1

H  nüvələrində NMR spektroskopiyası  ən çox inkişaf edib və bu üsul proton 



maqnit rezonansı (PMR) adlanır. 

54 

 

Nüvə maqnetizmi mürəkkəb fiziki proses olduğu üçün, onu təsvir etmək 



üçün kvant mexanikasının riyazi aparatından istifadə edilir.  

Biz NMR-nın fiziki əsaslarını başa düşmək üçün  sadə “klassik” modeldən 

istifadə edəcəyik.  Əgər atomun nüvəsini fırlanan “+” yüklü şar kimi təsəvvür 

etsək, görərik ki, yük halqavari orbit boyunca hərəkət edərək mikoskopik halqavari 

cərəyan yaradır. Halqavari cərəyan da, öz növbəsində, maqnit sahəsini induksiya 

etdiyi üçün, belə nüvə özünü mikroskopik maqnit kimi aparır. Bu halda nüvənin 

maqnit momenti fırlanma oxu boyunca yönələr, oxa nəzərən pressesiya

1

 edər. Bu 



cür nüvəni məxsusi spinə  və maqnit momentlərinə malik kiçik milvari maqnitə 

bənzətmək olar. 

Xarici maqnit sahəsi olmadıqda, spin halları enerjiyə görə  cırlaşmış olur. 

Nüvəni xarici B



o

 maqnit sahəsinə saldıqda isə, cırlaşma aradan çıxır, yəni sahə 

istiqamətində  və onun əksinə yönəlmiş maqnit momentləri müxtəlif enerjilərə 

malik olur. Bunun nəticəsində də bir enerji səviyyəsindən digər enerji səviyyəsinə 

keçid baş verir. Maqnit sahəsində enerji səviyyələrinin parçalanması isə, bildiyimiz 

kimi, ümumi halda Zeyeman effekti adlanır. 



Məhz bu keçid, yəni maqnit sahəsinə salınan nümunənin nüvələri 

tərəfindən elektromaqnit şüalarının udulması NMR spektroskopiyasının fiziki 

əsasını təşkil edir.  

 Sadə halda, NMR spektroskopiyasını belə  təsvir etmək olar: tədqiq olunan 

birləşmə, və ya molekul ampulaya qoyularaq, H

0   


maqnit sahəsinə yerləşdirilir və 

ω tezlikli elektromaqnit şüaları ilə  şüalandırılır. H

0

 maqnit sahəsinə  zəif 



radiotezlikli H maqnit sahəsi 

⊥ qoyulduqda (H⊥H

0

 ) və 


ω

0

 tezliyinin 



ΔE=hω

0

 –a 



uyğun qiymətində enerjinin udulması baş verir, yəni NMR spektroskopiyası, 

əsasən, 


ω

0

=



γH

0

 tezlikdə müşhidə olunur və rezonansın xarakteri hərəkət miqdarı 



momenti  P=ħl  və maqnit momenti 

μ

=

γ

  l    ilə müəyyən edilir. Bburada l-nüvənin 

spini, 


γ-hiromaqnit ədədi, ħ-Plank sabitidir. 

Hal-hazırda müasir qurğularda NMR üsulu ilə eyni zamanda 80 maqnit 

nüvəsini tədqiq etmək olar. NMR spektroskopiyası əsas fiziki-kimyəvi üsul olduğu 

üçün, onun nəticələrindən istifadə etməklə kimyəvi reaksiyaların həm orta 

məhsulları, həm də son məhsulları haqqında məlumat almaq olar. NMR 

konformasiya tarazlığı, bərk cisimlərdə atom və molekulların diffuziyası, daxili 

hərəkətlər, hidrogen rabitələri və s. haqqında informasiya verir.  

Bundan başqa, ilk süni füllerenin varlığı da NMR üsulu ilə  aşkar edilmişdir. 

NMR spektrləri ilə atom yığımlarının da, yəni nanoklasterlərin də ölçü parmetrləri 

haqqında informasiya əldə etmək mümkündür. 

                                                            

1

 



Pressesiya müəyyən nöqtə ətrafında daim fırlanma hadisəsidir. 

55 

 

 



C

60

 füllereninin NMR spektri  

 

Elektron Paramaqnit rezonansı (EPR) üsulu 

Radiospektroskopiyanın digər istiqaməti EPR üsuludur. EPR üsulu NMR 

üsuluna analoji olub, santimetrlik, və ya millimetrlik dalğa uzunluqlu diapazonda, 

tərkibində paramaqnit zərrəciklər olan maddə tərəfindən elektromaqnit enerjisinin 

rezonans udulmasına əsaslanır.  

Klassik fizika çərçivəsində EPR üsulu yalnız relaksasiya

2

 proseslərinin 



təhlili üçün rahatdır. Lakin bu halda da EPR spektrlərini izah etmək üçün kvant 

yanaşmasından istifadə olunur. Bilirik ki, sabit H maqnit sahəsində sərbəst ionun J 

hərəkət miqdarı momenti 2J+1 Zeyeman səviyyələrinin yaranmasına səbəb olur və 

bu səviyyələrin enerjisi E=g

βHm (m=J, J-1,...-J). 

Bu səviyyələr arasında kvant keçidləri H-a 

⊥ olan H

1

 sahəsi ilə 



həyəcanlandırılır. Onda rezonans şərti h

ν=ΔE=g


S

βH kimi olacaq. Səviyyələr 

arasında elektronların keçidi spinin istiqamətinin dəyişməsi ilə baş verir. 

Daha yüksək səviyyələrə keçidlər elektromaqnit enerjisinin udulması,  əks 

keçiddə isə buraxılması ilə müşahidə olunur. 

Bu proseslərin hər 2-nin baş vermə ehtimalı eyni olduğu üçün, alınan 

spektrin quruluşu səviyyələrin məskunluğundan asılıdır və onların təhlili mürəkkəb 

məsələdir. 

EPR üsulu ilə paramaqnit mərkəzlər haqqında məlumat  əldə etmək olur. 

Bundan başqa, kristalda ionların valentliyi, koordinatları, lokal simmetriyası, 

elektronların hibridləşməsi, kristalda sahənin istiqaməti və s. məlumatlar da EPR 

vasitəsilə əldə edilir. 



İnfraqırmızı spektroskopiya (İQ) 

  

İQ spektroskopiya infraqırmızı oblastda (dalğa ədədi 3



⋅10

12

-3



⋅10

14

 hs, dalğa 



uzunluğu 10

-6

-10



-3

 m) elektromaqnit şüalarının udulma və buraxılma spektrlərini 

öyrənir.  İQ spektrlərin tədqiqi kimyəvi tərkib, quruluş, konfiqurasiya və 

                                                            

2

 Relaksasiya  latınca “relaxatio”- zəifləmək, taqətdən düşmək mənasını verir. Bu termindən 



termodinamik sistemdə tarazlığın bərpa edilməsi prosesində istifadə olunr. 

56 

 

konformasiya haqqında məlumat almağa imkan verir və burada enerjinin dəyişməsi 



rəqs səviyyələri arasında keçid zamanı baş verir.  

İQ spektroskopiyada molekulun enerji halı üç faktorla – molekulun 

fırlanması ilə, molekulu təşkil edən atomların bir-birinə nəzərən rəqsi hərəkəti ilə 

və molekulun elektron quruluşu ilə müəyyən edilir. 

Enerjininn fırlanma səviyyələri arasındakı qiyməti 10

-3

eV tərtibindədir. Bu 



səviyyələr arasındakı keçidlər dalğa uzunluğu 0,1 mm-lə 1 sm arasında olan 

şüalanmaya uyğun gəlir.  

Enerjininn rəqsi səviyyələr arasındakı qiyməti isə  təqribən iki tərtib böyük 

olub, 0,1eV-a bərabərdir. Bu səviyyələr arasındakı keçidlər 1 mkm ÷ 0,1 mm dalğa 

uzunluqlu  şüalanmanın generasiyasına səbəb olur. Səviyyələr arası valent 

elektronlarının enerji fərqi bir neçə elektron-volt a bərabərdir. 

Molekulun fırlanma enrjisi onun simmetriyasından,  ətalət momentindən və 

həmçinin,  J  fırlanma kvant ədədindən asılıdır, yəni o müəyyən diskret qiymətlər 

ala bilər. Fırlanma spektrinə malik olan ən sadə molekullara ikiatomlu (məsələn A 

və B) və xətti çoxatomlu molekulları misal göstərmək olar ki, onların hər ikisinin 

baş ətalət momentləri eynidir, üçüncü isə sıfra bərabərdir.     

Bu cür molekullar üçün fırlanma enerjisi aşağıdakı tənliklə hesablana bilər:  

1

 

Burada  B – fılanma sabiti olub,   



     bərabərdir; 

Ι

  -ətalət momentidir və 



ikiatomlu molekullar üçün onun qiymətini müəyyən etmək üçün 

 

düsturundan istifadə etmək olar.  



Mürəkkəb molekullar üçün isə  fırlanma enerjisinin ifadəsi çox mürəkkəb 

şəkildə olur, bəzi molekullar üçün isə bu ifadəni ümumiyyətlə yazmaq mümkün 

olmur.  

İndi isə molekulu təşkil edən atomların bir-birinə  nəzərən rəqsi hərəkətini 

nəzərdən keçirək. Kvant mexanikasından məlumdur ki, ossolyatorlar sisteminin 

tezliyi rəqs edən zərrəciklərin kütlələrindən və onlar arasındakı  məsafədən 

aşağıdakı kimi asılıdır: 

ν

1



2

 

Burada f – qüvvə sabiti, m – sistemin kütləsidir. 



     Bundan  başqa, kvant mexanikasında harmonik ossolyator modelinin diskret 

enerji halları üçün aşağıdakı ifadə alınmışdır: 

ν

1

2



2

1

2



 

Burada n=0, 1, 2, ...fırlanma kvant ədədi, μ- sistemin gətirilmiş kütləsidir; seçmə 

qaydası isə 

Δn=±1 kimidir. İkiatomlu molekul halında, hər iki ifadə öz görünüşünü 

saxlayır, lakin sistemin gətirilmiş kütləsi 

μ aşağıdakı kimi hesablanır:  



57 

 

 



Çoxatomlu sistemlər üçün isə bu ifadələr mürəkkəb şəkildə olur. 

  

İQ spektroskopiya üsulları ilə sistemi təşkil edən atomların kütlələri, rabitə 



uzunluqları, valent və torsion bucaqları, potensial səthlərin xarakteristikaları 

(məsələn, qüvvə sabitləri), rabitələrin dipol momentləri və s. haqqında məlumat 

əldə etmək olar. Bundan başqa, bu üsulla fəza konformasiya izomerlərini müəyyən 

etmək, molekuldaxili və molekullararası qarşılıqlı  təsirləri öyrənmək, kimyəvi 

rabitələrin xarakterini, molekullarda yüklərin paylanmasını, faza keçidlərini, 

kimyəvi reaksiyaların kinetikasını, yaşama müddətləri kiçik olan (10

-6

 san) 


zərrəcikləri qeyd etmək, bir sıra həndəsi parametrləri dəqiqləşdirmək və 

termodinamik funksiyaları hesablamaq üçün nəticələr də almaq mümkündür. 

İQ spektroskopiya vasitəsilə alınan rəqsi spektrləri interpretasiya (təhlil, 

analiz) etmək üçün müxtəlif modellərdən istifadə edilir ki, onları da 4 kateqoriyaya 

bölürlər: 

• 

 eyni tərkibli amorf və kristallik cisimlərin rəqsi spektrlərinin müqayisəsinə 



əsaslanan modellər

• 

 102 atomdan ibarət böyük klasterlərə əsaslanan hesablamalar; 



• 

 müəyyən sayda atomlardan ibarət kiçik klasterlərə əsaslanan hesablamalar; 

• 

 digər klasterlərlə rəqsi bağlı olmayan lokal molekulyar klasterlərə əsaslanan 



hesablamalar.  

Bu model hesablamalar keyfiyyət və  kəmiyyət baxımından spektrləri dəqiq 

təhlil etməyə, spektr və quruluşlar arasındakı uyğunluğu müəyyən etməyə imkan 

verir. 


 

MİKROSKOPİK ÜSULLAR 

İşiqburaxan elektron mikroskopiyasi 

XX  əsrin 30-cu illərində  işıq dalğası yerinə elektron şüasından istifadə edən 

mikroskopun ilk sxemi verildi. 

1932-ci ildə alman alimi Maks Kholl və Ernst Ruska tərəfindən ilk belə 

mikroskop yaradıldı. 1986-cı ildə bu kəşfə görə Ernst Ruska fizika üzrə Nobel 

mükafatına layiq görüldü. İEM-ları mikro- və nano ölçülü obyektlərin vizual 

görüntüsünü tədqiq edən üsullardan biri hesab olunur.   

       İşıqburaxan elektron mikroskopu (İEM) bir neçə prinsipial xüsusiyyəti ilə 

səciyyələnir, yəni aşağıdakı çatızmamazlığa malikdi:  

1)

 



elektronlar seli maddə  tərəfindən güclü udulmaya məruz qaldığı üçün qurğu 

daxilində mütləq vakuum yaradılmalıdır;  

2)

 

tədqiq edilən nümunə çox nazik olmalıdır (



∼ 100 nm ətrafında), bu isə texniki 

cəhətcə çox çətin və mürəkkəbdir.  

     

İşıqburaxan elektron mikroskopunda mənbədən gələn elektronlar nümunənin 



üzərinə düşür, onun səthindən keçir, səpilir, obyektiv linza ilə fokuslanır, 

böyüdücü linzadan keçir və  nəhayət, səthin  şəklini təsvir edir. Düşən  şüada 

elektronların dalğa uzunluğu 

 


58 

 

 



 

 

 

 

 

düsturu ilə hesablanır. Burada h – Plank sabitim



0

- elektronun sükunət kütləsi, e – 

elektronun yükü, V – kilovatlarla 

ifadə olunan sürətləndirilmiş 

(gücləndirilmiş) gərginlik,  c – işıq 

sürətidir. Elektronlar tərəfindən 

alınan enerji isə  E=eV  –a 

bərabərdir. 

     Müasir  İEM mürəkkəb fiziki 

qurğudur. Onun detalları  (əsasən 

optik sistemin detalları) xüsusi 

materiallardan hazırlanır və 

dəqiqlik tələb edir. Bundan başqa, 

bu qurğu vibrasiyaya davamlı 

olmalıdır. Ona görə də yüksəkvoltlu 

EM-ları üçün xüsusi özül 

(fundament) hazırlanır.  İşıqburaxan 

elektron mikroskopunun ayırdetmə 

qabiliyyəti 0,05 nm tərtibindədir.  

Bu mikroskopların elektron-optik 

böyütmə  tərtibi 

∼ 600.000 ÷ 

1.300.000 -ə bərabərdir. Sonrakı böyütmə isə fotoqrafik üsulla yerinə yetirilir (5 – 

20 dəfə). 200 kV-a qədər sürətləndirilmiş elektronların dalğa uzunluğu 0,0025 nm 

tərtibində olur.  

Alınan görüntüləri təhlil etmək üçün, tədqiqatçılar difraksiya 

nəzəriyyəsindən istifadə edirlər.  Çünki İEM-da obyektlərin şəkli 2 rejimdə alınır: 

işıqlı sahə və tünd sahə rejimində. İşıqlı sahədə şəkil (yəni obyektin görüntüsü) – 

kiçik enerji itkisi ilə obyektdən keçən elektronlar vasitəsilə formalaşır və 

böyüdülmüş olur. 

     

Tünd sahədə isə şəkil səpilmiş elektronlar vasitəsilə formalaşır. 



       İşıqlı sahə ilə müqayisədə, tünd sahədə görüntü neqativ kimi alınır.   

     


İEM vasitəsilə müxtəlif materialların: metalların,  ərintilərin, keramikanın, 

polimerlərin, nanoboruların, füllerenlərin, nanoquruluşların və çoxlaylı nazuk 

təbəqələrin quruluşlarını tədqiq etmək mümkündür.  

 

Skanedici elektron mikroskopiyasi  

Nümunənin hazırlanması problemi skanedici elektron mikroskopu (SEM) ilə 

aradan götürülür. 



nm

V

c

m

eV

eV

m

h

0388


,

0

2



1

2

2



0

0

=







+

=

λ



 

fərq


düşm

hərə


yara

tərti


bilm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sürə


istiq

müs


kato

müm


loka

olar


      

qoyi


man

siste


mün

buxa


SEM-in

qlər vardır

mür; 2) fo

əkət edərə

atmaq prob

Əgər  İş


bindədirsə

mir.  


 

Şəkildə


ətləndirən 

qamətləndi

stəvi plasti

Detekto


odlüminess

mkündür. B

al element

.  


SEM il

ilir: 1) s

neələri də

emlərin  p

nasibəti  d

arlanması

n konstruk

. Bu fərql

okuslanma

ək səthi sk

blemi də a

şıqburaxan

ə, Skanedi

ən göründ

sistemd

irmər üçü



inkadan, d

or sisteml

sensiyasın

Bu zaman


t  tərkibini

lə quruluş

skanetmə 

əf etmək 

parametrlə

düzgün  tə

, və ya ion

ksiyası  İE

lər ondan 

a müəyyən

kan edir  (t

aradan göt

n elektron

ici elektro

düyü kim

dən, ma


ün əyici ça

detektor və

ləri və  sp

nı, tormo

n alınan tə

in kəmiyy

şun səthin

prosesin


üçün nü

əri ilə  a

ənzimlənm

n tozlandır

EM-ə çox

ibarətdir k

n bir nöqtə

tarayır). 

türülür. 

n mikrosk

on mikrosk

mi, SEM 


aqnit lin

arxdan, təd

ə analizato

pektrometr

zlanmış 

svirlər və

yət xarakt

ni  tədqiq  e

ndə  səthi 

ümunə  sət

ayırdetmə

məlidir.  B

rılması va

x oxşasa  b

ki, 1) bura

ədə baş ve

Bundan  b

kopunun  a

kopunda b

elektronl

nzadan, 

dqiq oluna

ordan ibar

rlər düzgü

rentgen  ş

spektrlərd

teristikalar

etmək üçü

yüklərin 

thi elektr

qabiliyy

Bunun üçü

asitəsilə di

belə, onla

ada elektr

erir və 3) 

başqa, qur

ayırdetmə

bu göstəric

lar  mənb

elektronl

an nümunə

rətdir.  

ün seçildi

şüalanmas

dən, nümu

rı haqqınd

ün nümun


yığılmas

rokeçirici 

yətini təy

ün tədqiq

ielektrik s

ar arasınd

ronlar seli 

sistemin k

rğu daxilin

ə qabiliyyə

ci 0,2 nm 

əyindən, 

lar selin

ənin yerlə

ikdə, SEM

sını da q

unə səthind

da inform

nələrə  bir 

sı hesabı

olmalıdır

yin edən 

qatdan ön

əthlərə iki

da prinsip

bütün sət

köməyi ilə

ndə vakuu

əti 0,05 n

tərtibini a

elektronl

ni düzg


əşdiyi xüsu

M vasitəs

qeyd etm

dəki laylar

masiya alm

sıra  tələb

ına yaran

r; 2) opt

siqnal

⁄k

ncə vakuu



inci elektr

59 


pial 

thə 


ə o 

um 


nm 

aşa 


ları 

gün 


usi 

silə 


mək 

rın 


maq 

lər 


nan 

tiki 


küy 

um 


ron 

60 

 

emissiya  əmsalı yüksək olan bircins nazik (15-20 nm) metal təbəqə (Au, Au-Pd, 



Pt-Pd) çəkilir. 

     


SEM-də alınan mürəkkəb, yarımfazalı təsvirləri interpretasiya – təhlil etmək 

üçün kompüterdən istifadə olunur. Bu təhlil kəmiyyətcə morfoloji analiz aparmağa, 

yəni quruluş elementlərinin ölçü və forması, onların oriyentasiyası (istiqaməti), 

fəzada yerləşməsi və quruluşun komponentlərinin skeleti haqqında məlumat 

almağa imkan verir.     

Skanedici zond mikroskopiyasi  

İşıqburaxan və skanedici elektron mikroskoplarının texniki mürəkkəbliyi 

alimləri yeni üsulllar axtarmağa sövq etdi.  

Bu yeni üsul skanedici zond mikroskopiyası oldu. Zond mikroskopiyası özü 

2 növ mikroskopla – atom-qüvvə  və tunnel mikroskopları ilə xarakterizə olunur. 

Onları ümumiləşdirən  əsas cəhət ölçmələrin iynə formalı ölçüsü bir neçə atom 

radiusu tərtibində olan (

∼ 10 nm) zondla aparılmasından ibarətdir.  

Zond mikroskoplarında zond ilə nümunə səthi arasındakı xarakterik məsafə 

0,1 -10 nm diapazonunda yerləşir. Bu mikroskopların iş prinsipi səthlə zond 

arasında müxtəlif qarşılıqlı  təsirlərə  əsaslanır. Belə ki, atom-qüvvə 

mikroskopiyasında skanedilən oblastın hər bir nöqtəsində zondun səthlə qarşılıqlı 

təsiri, skanedici tunnel mikroskopiyasında isə tunnel cərəyanı ölçülür. Hər 2 

mikroskop ilə  təsirləri təhlil – analiz etmək üçün, SEM-də olduğu kimi, 

kompüterdən istifadə olunur. 

Skanedici zond mikroskopları vasitəsilə səthin təsviri aşağıdakı kimi alınır:  

zond nümunə üzərində xüsusi xətlə  hərəkət etdirilir və  səthin relyefinə uyğun 

qiymət alan siqnal kompüterin yaddaşına ötürülür; sonra zond ilkin vəziyyətinə 

qayıdır və skanetmə digər xətt üzərində eyni cür təkrar gedir. Skanetmə  prosesində 

bu cür yaranan siqnallar kompüter tərəfindən təhlil edilir və  səthin z=f(x, y)  

relyefinin kompüter qrafiki qurulur.  

Skanedici zond mikroskoplarında  ən vacib texniki problemlərdən biri zond 

və nümunənin bir-birindən asılı olmayan yerdəyişməsinin həyata keçirilməsi ilə 

bağlıdır. Səthin relyefinin tədqiqindən başqa, zond mikroskopları ilə  səthin digər 

parametrlərini (mexaniki, elektrik, maqnit və optiki parametrlərini) də ölçmək olur. 

SZM bütövlükdə rəqsi sistem olduğu üçün, onun hər bir hissəsinin ayrılıqda 

rezonans tezlikləri cəmi 

ω –dan asılıdır. Xarici mexaniki təsirlərin rəqsləri  ω ilə 

üst-üstə düşdükdə, zondun iynəsində rezonans hadisəsi baş verir. Bu da zondun 

nümunəyə  nəzərən rəqsinə  səbəb olur və parazit periodik küy kimi qəbul edilir. 

Nəticədə nümunə  səthinin SZM təsvirləri təhrif olunmuş görüntüyə malik olur. 

Xarici vibrasiyaları azaltmaq məqsədi ilə ölçmə başlıqları yüksək tezlikli (10 kHs-

dən çox) böyük metallik detallardan hazırlanır. Qurğunu bütövlükdə xarici 

vibrasiyalardan qorumaq üçün isə müxtəlif vibroizolyasiya sistemlərindən istifadə 

olunur. Ümumiyyətlə, effektiv müdafiəni tam təmin etmək mümkün olmur. Lakin 

vibrasiya sisteminin rezonans tezliyini mümkün qədər azaltmaqla küyü də 

azaltmaq olar. 

 

 



61 

 

Skanedici tunnel mikroskopu  

Skanedici tunnel mikroskopiyası  (STM) Binniq və Rorer tərəfindən 

yaradılmış  və bu nailiyyətlərinə görə onlara 1986-cı ildə Nobel mükafatı 

verilmişdir. Bu mikroskopun iş prinsipi tunnel cərəyanının ölçülməsi ilə 

səciyyələnir, yəni zond və nümunə arasında tunnel cərəyanı yaranır. Bunun 

nəticəsndə də bərk cismin səthindən elektronların ucluğa - zonda tunnelləşməsi baş 

verir. Cərəyan keçməsi üçün həm nümunə, həm də iynənin ucu keçirici, ya da 

yarımkeçirici olmalıdır 

 

 



 

 

Zondu nümunə səthinə bir neçə anqstrem məsafəyə qədər yaxınlaşdırdıqda şəffaf-



tunnel potensial çəpəri yaranır və onun qiyməti, əsasən, zond materialından (A

z

⁄m



və nümunədən çıxan elektronların işindən (A

çıxış

) asılı olur. Keyfiyyət baxımından 



potensial çəpəri materialların orta çıxış  işinə  bərabər olan effektiv hündürlüklü 

düzbucaqlı çəpər kimi qəbul etsık, elektronun orta çıxış işi 

ϕ*= A

z

⁄m



+ A

çıxış


 

olar. Kvant mexanikasından məlumdur ki, düzbucaqlı formalı birölçülü çəpərdən 

elektronların tunnelləşmə ehtimalı  (keçid əmsalı) 

Z

k

t

e

A

A

D

Δ



=

2



0

2

 



bərabərdir. Burada 

0

 - çəpərə doğru hərəkət edən elektronun dalğa funksiyasının 

amplitudu, 

t

 -  çəpərdən keçən elektronun dalğa funksiyasının amplitudu, k – 

potensial çəpərə uyğun oblastda dalğa funksiyasının sönmə sabiti, 



Z

Δ

 -  çəpərin 



enidir.  İki metalın tunnel kontaktı üçün sönmə sabitinin ifadəsi isə  aşağıdakı 

kimidir: 



h

m

k

=



ϕ

π

2



2



62 

 

Burada m – elektronun kütləsi, 



ϕ

- elektronun orta çıxış işi, h – Plank sabitidir.  



 

 

Tunnel miukroskoplarında potensial çəpərdən elektronların tunnelləşmə sxemi 

Tunnel kontaktına  V potensiallar fərqi verdikdə zond ilə nümunə arasında 

tunnel cərəyanı yaranır. 

Həqiqətdə isə STM-də real tunnel kontaktı birölçülü olmayıb, mürəkkəb 

həndəsəyə malikdir. Təqribən  d=0,5÷1,0 nm məsafədə iynənin ucunun və  səthin 

atom orbitallarının bir-birini örtmə ehtimalı az olduğu üçün, yaranan 

nanokontaktda potensial çəpərdən elektronların tunnelləşmə ehtimalı  



 exp {-2d 

ç

ş



ifadəsi ilə təyin oluna bilər:  burada, A

çıxış

 

>> V  (A



çıxış

 - elektronlrın çıxış işi, V –

zondun gərginliyidir).   

Bu deyilənlərdən aydın olur ki, səth üzərində iynənin yerdəyişməsi 

nəticəsində yaranan tunnel cərəyanın qiyməti (V  və  d-nin bəzi seçilmiş 

qiymətlərində ) səthin relyefindən (kələ-kötürlüyündən) və elektron sıxlığından -

ρ(E,R) asılıdır. “Biratomlu” iynələr üçün (burada tunnel cərəyanı yalnız səthə 

yaxın bir atom orbitalının örtülməsi nəticəsində meydana çıxır) δJ 

⁄ δR≈ 1 nA⁄nm. 

Bu qiymət skan prosesində səthin görüntüsünün alınması üçün kifayət edir. 

STM ilə ayrı-ayrı atom və molekulları, nanoklasterləri tədqiq etmək, səthin 

relyefini öyrənmək, atom səviyyəsində adsorbsiya və desorbsiya proseslərini 

izləmək və molekulların rəqs spektrlərini ölçmək olur. Bundan başqa, STM-dən 

istifadə etməklə hər hansı bir atomu ucluq vasitəsilə müxtəlif hissələrə aparmaq və 

yeni quruluş yaratmaq mümkündür. 

STM vasitəsilə müxtəlif  material və nümunələri tədqiq etmək üçün 2 

rejimdən istifadə edilir: 

1.

 

Sabit hündürlük rejimi. 

Adından göründüyü kimi, sabit hündürlük 

rejimində hündürlük sabit qalır, iynənin ucu isə nümunə üzərində horizontal 

müstəvi xətt üzrə hərəkət edir; dəyişən tunnelləşmə cərəyanı olur. Nümunə 

səthinin skan edilməsi prosesində tunnelləşmə cərəyanının qiymətinə uyğun 

olaraq topoqrafiya nümunəsi qurulur. 

Atomar səviyyədə hamar səthlərin sabit hündürlük rejimində  (

const

Z

=



STM təsvirlərini almaq daha effektiv sayılır. Bu halda zond səth üzərində bir neçə 

anqstrem məsafədə yerdəyişmə edir və tunnel cərəyanı  səthin STM təsviri kimi 

qeyd olunur (şəkil a).  Bu rejimdə skanetmə yüksək sürətlə gedir, STM təsvirləri 


63 

 

də yüksək tezliklə alınır. Bu da, praktik olaraq, səth üzərində baş verən bütün 



dəyişiklikləri görməyə imkan verir. 

 

(a) 

 

(b) 

Sabit məsafədə (a) və sabit tunnel cərəyanı rejimində (b) səthin STM təsvirinin yaranması 

2.

 

 

Sabit cərəyan rejimi. 

Sabit cərəyan rejimində isə cərəyanı sabit saxlamaq 

üşün səthin hər bir nöqtəsində skan edən qurğunun hündürlüyü tez-tez 

dəyişdirilir. Məsələn, sistem tunnel cərəyanının artdığını qeyd etdikdə, o saat 

iynənin nümunədən uzaqlaşması və yaranan disbalansın aradan qaldırılması 

üçün skan edici qurğuya gələn gərginlik dəyişdirilir (şəkil b).   

Hər bir rejimin öz üstünlükləri var. 1-ci rejim çox tez işləmə rejimi hesab 

olunur. Çünki burada sistemi aşağı-yuxarı hərəkət etdirmək lazım gəlmir. Lakin bu 

üsulla yalnız hamar səthləri ölçmək olar. 2-ci rejim isə daha uzun vaxt aparması ilə 

bərabər, hamar olmayan (qeyri-müntəzəm) səthləri tədqiq etməyə imkan verir.     

Tədqiqatlar içərisində spindən-asılı yaranan effektlər və elektronların qeyri-

elastiki tunnelləşməsi

 ön plana çəkilir.  Spindən-asılı effektlər elektronun spininin 

oriyentasiyasından (istiqamətindən) asılı olub, tunnel keçidlərinin ehtimalı ilə 

müəyyən edilir. Elektronların qeyri-elastiki tunnelləşməsi dedikdə isə, 

adsorbsiyaya uğramış  zərrəciklərin elektron və  rəqs enerjilərinin tunnelləşən 

elektronlar ilə mübadiləsi başa düşülür. Bu proseslərin hər 2-si volt-amper  

xarakteristikaları  ilə tədqiq olunur. 

Tunnel kontaktının volt-amper xarakteristikalarının (VAX)  hesablanması. 

Səthin müxtəlif nöqtələrində STM ilə tunnel kontaktının VAX-ını 

qiymətləndirmək, nümunənin lokal keçiriciliyi haqqında fikir yürütmək və 

elektronların enerji spektrinin lokal sıxlığının xüsusiyyətlərini öyrənmək olar. 

STM-də tunnel kontaktının VAX-nı qeyd etmək üçün aşağıdakı prosesi yerinə 


64 

 

yetirmək lazımdır.  Əvvəlcə nümunə üzərində hesablama aparılacaq oblast seçilir 



və zond skaner vasitəsi ilə  səthin həmin yerinə  gətirilir. VAX kontaktını    almaq 

üçün tunnel keçidlərinə xətti artan gərginlik verilir. Bu zaman tunnel kontaktından 

keçən gərginliyin dəyişməsinə uyğun gələn cərəyan qeyd edilir. Hər bir nöqtədə 

VAX üçün bir neçə qiymət götürmək olar. Ona görə  də, ümumi VAX-ı 

qiymətləndirmək üçün bir nöqtədən götürülmüş VAX-ların orta qiyməti tapılır. 

Ortalanma tunnel keçidləri zamanıı küylərin təsirini də minimuma endirməyə 

imkan verir. 

Ümumiyyətlə,VAX tunnel kontaktı  ətrafında nümunənin böyük olmayan 

oblastındakı xassələrlə təyin edilir. 

Tunnel kontaktı zamanı  gərginliyin xarakterik qiyməti 0,1

÷1 V, tunnel 

cərəyanının qiyməti 0,1

÷1 nA, tunnel kontaktı müqavimətinin qiyməti isə 10

8

÷10



10

 

Om tərtibində olur. STM səthin ixtiyari nöqtəsində zondla nümunə arasında  



tunnel-kontaktının VAX-nı  təyin etməklə yanaşı, nümunənin lokal elektrik 

xassələrini də təhlil etməyə imkan verir.  

 

Yaxinsahəli skanedici optik mikroskopiya

  

Yaxınsahəli skanedici optik mikroskopiya (YSOM)  STM-dən sonra İBM 



firmasının əməkdaşı Diter Pol tərəfindən yaradılmışdır. Bu mikroskop STM-in bir 

növü olub, STM-dən yalnış onunla fərqlənir ki, burada görünən işıqdan istifadə 

olunur. Məhz bu səbəbdən də bu mikroskopun digər adı – skanedici işıq 

mikroskopu (SİM) 

adlanır.  



     

Bu mikroskoplarda nümunəni skan edən zond əvəzinə “işıq çuxurundan” 

istifadə olunur. Görünən işıq diametri 10÷30 nm olan işıq çuxurundan gələrək, ya 

nümunədək keçir, ya da nümunədən  əks olunaraq detektor üzərinə düşür. Optik 

siqnalın intensivliyi hər bir nöqtədə qeyd edilərək nümunə haqqında təsəvvür 

yaradır.  

     YSOM ilə səthin görünüşü o zaman alınır ki, burada işıq mənbəyi ilə nümunə 

arasındakı  məsafə 5 nm-dən çox olmasın. Bu halda mikroskopun ayırdetmə 

qabiliyyəti 15 nm-ə  bərabər olur. Bu mikroskopun digər skanedici üsullardan bir 

sıra üstünlükləri var: 1. YSOM-da səthin görünüşü optik diapazonda (görünən 

işıqda) alınır; 2. Bu mikroskopun ayırdetmə qabiliyyəti digər optik sistemlərin 

ayırdetmə qabiliyyətindən qat-qat yüksəkdir.   

 

Atom-qüvvə  və maqnit-qüvvə mikroskopiyası

 

STM-dən təqribən 5 il sonra Skanedici tunnel mikroskopunun 



yaradıcılarından biri olan Binniq digər əməkdaşlarla - Xueyton və Herber ilə birgə 

yeni bir mikroskop yaradırlar və onu Atom-qüvvət mikroskopu (AQM) 

adlandırırlar.

  

      



STM kimi atom-qüvvə mikroskopu (AQM) da zondlu mikroskopdur, 

lakin burada tunnel cərəyanı deyil, iynənin ucu ilə nümunə arasında yaranan 

qarşılıqlı təsir qüvvəsi ölçülür.

 


 

     

üstü


keçi

“qol


qüvv

aras


 

 

və  s



göst

ilə x


Bura

kiçik


göst

nüm


Bu yen

ünlüyü odu

irici olmay

Səthin 


llardan” -

və konsol

ındakı qar

Yuxarıd


səth arası

tərici mole

xarakterizə

ada F – V

k qarşılıql

tərir. 


AQM-n

munənin at

ni mikrosk

ur ki, bu m

yan materi

təsvirini 

 konsolda

un meyl e

rşılıqlı təs

da qeyd e

ındakı tun

ekullarara

ə olunur: 

Van-der-Va

lı təsirlərə

nun iş pri

tomları  tə

kop öz “


mikroskop

ialların sə

almaq  ü

an istifadə

etməsinə s

iri qiymət



Atom-qüv

tdik ki, S

nnel cərəy

ası qarşılıq



F

aals qarşıl

ə malik itə

insipi bel

ərəfindən 

“əvvəlki  q

la atmosfe

thini tədq

üçün ucu

ə edilir (ş

səbəb olur

tləndirmək



vvə mikrosk

TM-in ato

yanından 

qlı  təsirin 



F = C

 R



1

ıqlı təsiri,

ələmə qüv

lədir: iynə

cəzb olun

atomla


qədər 

kiçilm


nəticəs

azalma


məsafə

olur. 


     Sət

qüvvəl


olmaq

     


Yax

atomla


qardaşı”  S

er təzyiqi 

iq etmək m

unda iti z

şəkil). Sət

r. Meyillil

k olar. 

kopunun iş

om tərtibin

eksponen

onlar ara



3

 - C

 R



7

 C

1



 və C

2

vvələrini, 



Ι

ə  səthə  y

nur. Qarş

arın elektr

artır. At

məsi ilə


sində, ca

ağa başlay

İtələmə v

ənin 0,2 n

th və zo

lərinin  y

la 2 növün

xıntəsirli 

arın elek

STM-dən 


şəraitində

mümkünd


zond olan

th  tərəfind

liyi qeyd 

ş prinsipi 

ndə ayırde

nsial asılı

alarındakı 

isə sabitlə

ΙΙ həddi i

axınlaşdıq

şılıqlı  təsi

ron örtüklə

tomlararas

ə, elek

azibə  qü



yacaq.  

ə cazibə q

nm tərtibin

nd arasın



yaxıntəsir

nü ayırd e

qüvvələr

ktron ört

də irəli  g

ə həm keçi

dür. 

n mütəhə


dən zonda

etməklə z

etmə qabi

dır. AQM


R məsafə

ərdir. Tən

sə - cazib

qca, iynən

ir qüvvəsi

əri bir-bir

sı  məsafə

ktrostatik 

üvvəsi  e

qüvvələri 

ndə bir-bi

ndakı qar



rli  və 

dirlər. 


r iynənin

tükləri il

getdi. On

irici, həm 

ərrik xüsu

a  təsir ed

zond və sə

iliyyəti zo

M-da isə

ədən asılıl

liyin 

Ι həd


bə qüvvlər

nin atoml

inin qiym

ini itələyə

ənin sonra

itələnm


eksponens

atomlarar

irinə bərab

rşılıqlı  tə



uzaqtəsi

n ucunda


lə  səthdə

65 


nun 

də 


usi 

dən 


əth 

ond 


bu 

lığı 


ddi 

rini 


ları 

məti 


ənə 

akı 


mə 

sial 


ası 

bər 


əsir 

irli 

akı 


əki 

66 

 

atomların elektron örtüklərinin bir-birini 



∼ 0,1-1 nm məsafədə örtməsi zamanı 

meydana çıxır və  məsafə artdıqca azalmağa başlayır. Yaxıntəsirli qüvvələr səth 

atomları ilə iynənin ucundakı çox az qisim atomlar arasında mövcud olur. Bu 

zaman AQM ilə səthin görüntüsünün alınması rejimi kontaktlı rejim adlanır.  

Uzaqtəsirli qüvvələrin yaranması ilə van-der-Vaals, elektrostatik və maqnit 

qarşılıqlı  təsirləri ilə  sıx bağlıdır. Bu qüvvələrin məsafədən asılılığı çox azdır və 

onlar iynə-nümunə  məsafəsinin 0,1-1000 nm qiymətlərində yaranır. Ona görə  də 

bu qüvvələrə çoxlu sayda atomlar cəlb edilmiş olur.  AQM ilə səthin görüntüsünün 

uzaq təsirli qüvvələrlə alınma rejimi kontaktsız rejim adlanır. 

Gördüyümüz kimi, AQM qarşılıqlı  təsirin növündən asılı olaraq 2 rejimdə 

işləyə bilr:  1. Kontaktlı  ; və 2. Kontakrsız.  

       Kontaktlı qarşılıqlı təsir rejimində cəzbetmə qüvvələri üstünlük təşkil edir və 

bu qüvvələr aşağıdakı kimi ifadə olunur:    

                                              

2



 



Burada 

Δν=ν−ν


r

 – zond və  səthin cazibəsi ilə  əlaqədar meydana gələn rəqs 

tezliyinin dəyişməsidir, –elastiklik əmsalıdır. 

Δν kəmiyyəti iynə ilə səthin skan 

edilməsi prosesində rəqs amplitudunun dəyişməsi ilə müəyyən edilir. 

       Kontaktsız qarşılıqlı  təsir rejimində kiçik məsafələrdə itələmə qüvvələri 

üstünlük təşkil edir. Sadə halda zond özünü qrammafon iynəsi kimi aparır və onun 

vertikal (şaquli) rəqsləri səthin relyefini təsvir edir. 

      

Kontaktlı və kontaktsız rejimlər arasında olan rejim isə kiçik zaman ərzində 



səthlə iynə arasında periodik olaraq yaranan “tıqqıldatma” rejimi (tapping mode) 

adlanır. Bu rejimdə iynəni hərəkətə gətirən konsol öz məxsusi rezonansı hesabına 

50-100 nm amplitudla rəqs edir. Bu rejim kontaktlı rejimlə müqayisədə horizontal 

səthdə daha yüksək ayırdetmə qabiliyyəti ilə xarakterizə olunur.  

       Hal-hazırda AQM-nin səthin maqnit, elektrostatik, mexaniki və digər 

xassələrini tədqiq edən müxtəlif modifikasiyaları yaradılmışdır ki, bunlardan 

birinin maqnit-qüvvə mikroskopunun (MQM) iş prinsipi ilə tanış olaq.  

İlk öncə onu qeyd edək ki, MQM-də AQM-dən fərqli olaraq Van-der-vaals 

qüvvələri ilə yanaşı, maqnit dipol qüvvələrindən də istifadə olunur. Zond səthdən 

10-50 nm məsafəyə  qədər uzaqlaşdıqda zonda yalnız maqnit qüvvələri təsir edir. 

Bu halda zondun düz xətt boyunca hərəkətindən kənara çıxmaları, məhz maqnit 

qüvvələri hesabına baş verir. MQM-də iynəyə təsir edən qüvvə 



F=m

0

 grad H 

Burada m


0

-maqnit momenti, H-maqnit sahəsinin gərginliyidir. 

Gəlin səth üzərində hər hansı bir maqnit klasterinin olduğunu fərz edək. Bu 

maqnit klasteri öz ətrafında maqnit sahəsi yaradacaq və onun gəginliyinin R 

məsafəsindən asılılığı:      

3

 



tənliyi ilə qiymətləndiriləcək. Burada r – seçilmiş istiqamətdə radius-vektor,  m isə 

klasterin maqnit momentidir.

 

Onda MQM-ndə iynə ilə maqnit klasteri arasında 



qarşılıqlı təsir qüvvəsi 

67 

 

 



  . 

 

Z oxu istiqamətində yönəlmiş dipol momentləri üçün iynə ilə klaster 



arasında qarşılıqlı təsir qüvvəsi 

F

z

= - 6m

0



 z



4

-ə, qüvvə sahəsinin qradiyenti isə 



dF



dz=24m



0



 z



4

-ə bərabərdir. 

MQM ilə nazik səthləri, nanoklasterləri və nanoquruluşları, informasiya 

daşıyıcı maqnitləri tədqiq etmək daha məqsədəuyğun hesab olunur. Bundan başqa, 

MQM ilə maqnit yazılarını optimizasiya etmək də olur.  Bu üsul ayrı-ayrı maqnit 

oblastlarını görməklə yanaşı, bir neçə nanometr tərtibində domenləri də görmək 

imkanına malikdir. 

 

Nanolitoqrafiya: zond nanolitoqrafiyasi və çap litoqrafiyasi

 

Yuxarıda qeyd etmişdik ki, Skanedici zond mikroskopiyasının qeyri adiliyi 



ondan ibarətdir ki, ondan tədqiqat üsulundan başqa, həm də nanoobyektlərin 

yaradılmasında da istifadə etmək olar. Bu üsul sonralar zond nanolitoqrafiyası 

adını aldı. Yüksək gərginlik verməklə zond nümunə səthindən atomu “qopararaq” 

– “tutaraq” digər yerə apara bilir. Bu da bir-bir atomlarla ixtiyari molekulu, və ya 

nanoquruluşu yığmağa imkan verir. 

Bu üsulun əsas çatışmamazlığı onun kiçik istehsal qabiliyyəti ilə bağlıdır. 

Belə ki, bir zond hətta maksimal sürətlə işləsə belə, böyük həcmlərlə, yəni çoxlu 

sayda məhsul yarada bilməz. Hal-hazırda bu maneə çoxzondlu qurğuların 

yaradılması ilə aradan götürülür.   

Nanolitoqrafiyanın daha bir istiqaməti çap litoqrafiyası adlanır. Litoqrafik 

üsullar hqqında məlumat verdikdə qeyd etmişdik ki, çap litoqrafiyasını digər 

litoqrafik üsullardan fərqləndirən  əsas cəhət odur ki, burada şüadan istifadə 

olunmur; ümumi cəhət isə odur ki, burda klassik litoqrafiyada olduğu kimi səthlə 

şablon birbaşa kontaktda olur. Çap litoqrafiyasında  şəkil zond ilə  çəkildiyi üçün 

onu çap nanolitoqrafiyası da adlandırırlar. 

Bu üsulun əsas çatışmamazlığı  iş prosesində yüksək təzyiqdən istifadə 

edilməsi ilə bağlıdır. Bunun nəticəsi olaraq şablonda gərginlik artır və o tez xarab 

olur. Çap nanolitoqrafiyasında rezistis kimi şüşədən istifadə etdikdə, bu 

çatışmamazlığı aradan qaldırmaq mümkün olur. Belə ki, şüşə özlü-axıcı maddə 

olduğu üçün, onun özlülüyünü emal zamanı temperaturun artırılması hesabına 

azaltmaqla şablona qoyulan təzyiq də azalır. Bu da onun “ömrünün uzanmasına” 

imkan verir. Rezisti yumşaltmaq məqsədi ilə,  əsasən,  şüşə  əmələ  gəlmə 

temperaturundan 20-50

° yüksək temperaturdan istifadə olunur. Bu halda rezistis 

təzyiq altında axan özlü mayeyə çevrilir. Çap prosesi özü 40-150 bar təzyiqində 

həyata keçirilir; rezistis layının qalınlığı 50-250 nm tərtibində olur. Bu prosesin 

düzgün həyata keçməsi üçün rezistis layı altlıqla kimyəvi cəhətcə uyğunlaşmalıdır. 

Bu o deməkdir ki, rezistis ilə altlıq kimyəvi cəhətcə uyğunlaşmış materialdan 

ibarət olsa, onda yüksək temperaturun təsiri nəticəsində onlar arasında yaranan 

qarşılıqlı təsir qüvvələri hesabına aydın, defektsiz şəkil almaq mümkün olmayacaq. 



 



Поделитесь с Вашими друзьями:


Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©azkurs.org 2019
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə