Şəkil 6-2. Şəkilin təhlili pəncərəsi. Bir ölçülü periodik struk-
turlu şəklin Furye-spektrinin analizinin yerinə
yetirilməsi.
Şəkil 6-3. Furye-spektrinin köməyi ilə iki ölçülü periodik
strukturlu şəklin analizinin yerinə yetirilməsi.
SZM şəkillərinin işlənməsi və kəmiyyətcə təhlili
143
6.5. Yoxlama sualları
1. SZM şəkilləri üçün hansı növ təhriflər xarakterikdir və hansı
səbəblərə görə bunlar əmələ gəlir?
2. SZM şəkillərinin hansı əsas filtrlənmə üsulları vardır?
3. Şəkillərin kəmiyyət xarakteristikalarının təyininin bəzi
üsullarının adlarını deyin.
4. Hansı şəkillər üçün tezlik təsvirlərindən istifadə olunur?
5. Şəkil haqqında hansı məlumatı onun Furye obrazına görə
almaq olar?
“Nanotexnologiyadan laboratoriya işləri”. Dərs vəsaiti
144
Laboratoriya işi № 7
Skanedici zond mikroskopunun bioloji obyektlərin
tədqiqinə tətbiqi
7.1.İşin məqsədi ….........…...........…………….....…….......145
7.2.İşin məzmunu...........…………………………................146
7.3. Metodik göstərişlər ………………................................181
7.4. Tapşırıq ……...…………………………..........…….....181
7.5. Yoxlama sualları ...……..……………………...............183
Skanedici zond mikroskopunun bioloji obyektlərin tədqiqinə tətbiqi
145
7.1. İşin məqsədi
Bioloji strukturların morfoloji parametrlərinin tədqiqi
bioloqlar üçün əsas məsələlərdən biridir. Bəzi strukturların
ölçüləri və forması onların fizioloji xüsusiyyətini təyin edir.
Morfoloji verilənlərlə funksional xarakteristikaları uyğunlaşdı-
raraq insan və ya heyvan orqanizmlərində fizioloji balansın
saxlanmasında canlı hüceyrələrin iştirakı haqqında ətraflı
məlumat əldə etmək olar.
Əvvəllər bioloqlar və həkimlər dərmanların yalnız optik və
elektron mikroskoplarda öyrənilməsi imkanına malik idilər. Bu
tədqiqatlar qeydə alınmış, rənglənmiş və tozlanma yolu ilə
nazik metal örtüklə örtülmüş hüceyrələrin morfologiyasının hər
hansı şəklini verirdi. Müxtəlif təsirlər altında canlı obyektlərin
morfologiyasını və onun dəyişməsini tədqiq etmək mümkün
deyildi. Ancaq bu çox cəlbedici idi.
Skanedici zond mikroskopu hüceyrələrin, bakteriyaların,
bioloji molekulların tədqiqinə yeni imkanlar açdı. Həqiqətə
maksimal yaxın (canlı) şəraitdə hüceyrələrin, bakteriyalarin,
bioloji molekulların, DNK-nın tədqiq olunmasına imkan ya-
randı. SZM xüsusi tənzimetmə və rəngləyicilərsiz havada və ya
maye mühitdə bioloji obyektləri tədqiq etməyə imkan verdi.
Hal hazırda SZM çoxşaxəli fənlərin öyrənilməsində, funda-
mental elmi tədqiqatlarda və həmçinin yüksək texnoloji tətbiqi
işlərin tədqiqatlarında istifadə olunur. Bununla əlaqədar olaraq
yüksək ixtisaslı mütəxəssislərə tələb daima artır.
Bu labarotoriya işində skanedici zond mikroskopu haqqın-
da, onun əsaslarını, SZM NanoEducator mikroskopunun
konstruksiyası və iş prinsipləri, tədqiqat üçün bioloji preparat-
ların hazırlanması, turş-süd bakteriyaları kompleksinin birinci
SZM şəkillərini almağı, ölçmələrin nəticələrinin işlənməsi və
təqdimatının əsasları öyrəniləcəkdir.
Ləvazimat: Skanedici zond mikroskopu (Model SZMU-L5),
zond, NanoEducator proqramı və kompüter.
Tədqiq üçün nümunə: turş-süd bakteriyaları ilə örtülmüş şüşə
“Nanotexnologiyadan laboratoriya işləri”. Dərs vəsaiti
146
səthi.
Laborotoriya işi bir neçə mərhələdə yerinə yetirilir:
1. Nümunənin hazırlanması hər bir tələbə tərəfindən fərdi
qaydada yerinə yetirilir.
2. Müəllimin nəzarəti altında cihazların birində birinci şəklin
alınması yerinə yetirilir, sonra hər tələbə özünün nümu-
nəsini sərbəst tədqiq edir.
3. Təcrübənin nəticələrinin işlənilməsi hər tələbə tərəfindən
fərdi qaydada aparılır.
İşə başlamazdan əvvəl amplitud-tezlik xarakteristikasından
ən yaxşı (bir simmetrik maksimum) olan zond seçməli, tədqiq
olunan nümunənin səthinin şəklini almalı.
Laboratoriya işinin hesabatına daxil olmalıdır:
1. Nəzəri hissə (yoxlama suallara cavablar).
2. Təcrübi hissənin nəticələri(aparılmış tədqiqatın izahı,
alınmış nəticələr və çıxarılmış nəticələr).
7.2. İşin məzmunu
1. Bioloji obyektlərin morfologiyasının tədqiqi üsulları.
2. Skanedici zond mikroskopu:
- SZM konstruksiyası;
- SZM növləri: STM, AQM;
- SZM verilənlərin formatı, SZM verilənlərinin gözlə
görünən şəklə salınması.
3. SZM tədqiqatları üçün nümunələrin hazırlanması:
- bakteriya hüceyrələrinin morfologiyası və sturukturu;
- SZM tətbiq etməklə morfologiyanın öyrənilməsi üçün
pereparatların hazırlanması.
4. SZM NanoEducator konstruksiyası və idarəetmə proqramı
ilə tanışlıq.
5. SZM şəkillərinin alınması
6. Alınmış şəkillərin işlənməsi və analizi. SZM şəkillərinin
kəmiyyət xarakteristikaları.
Skanedici zond mikroskopunun bioloji obyektlərin tədqiqinə tətbiqi
147
Bioloji obyektlərin morfologiyasının tədqiq üsulları
Hüceyrələrin xarakterik diametri 10-20 mkm-dən ibarətdir,
bakteriyaların diametri 0,5-dən 3-5mkm-ə kimidir ki, bu kə-
miyyətlərin ölçüsü adi gözlə görünən kiçik hissəciklərin
ölçülərindən 5 dəfə kiçikdir. Buna görə hüceyrələrin birinci
dəfə öyrənilməsi yalnız optik mikroskopların yaranmasından
sonra mümkün olmuşdur. XVII əsrin sonunda Antonio van
Levenhuk ilk dəfə optik mikroskopu yaratdı, buna qədər
insanlar xəstəlik yaradan mikrob və bakteriyaların mövcud
olmasına şübhə etmirdilər [28].
Optik mikroskopiya
Hüceyrələrin öyrənilməsinin çətinlikləri onların rəngsiz və
şəffaf olması ilə əlaqədardır. Buna görə də onların əsas sturuk-
turlarının kəşfi yalnız boyaların təcrübədə daxil edilməsindən
sonra mümkün olmuşdur. Boyalar şəklin kifayət qədər
kontrastlı olmağına imkan verdi. Optik mikroskopun köməyi ilə
bir-birindən 0,2 mkm kənarda yerləşən müxtəlif obyektləri
fərqləndirmək olar, yəni optik mikroskopda kiçik obyektləri-
bakteriyaları və mitoxondirləri fərqləndirmək olar. Hüceyrə-
lərin daha kiçik elementlərinin şəkilləri təbii işığın dalğa
xassəsinin təsiri nəticəsində təhrif olunur. Hüceyrələrin prepa-
ratlarının uzun müddətli qorunması üçün, fiksəedən vasitələrlə
hazırlıq işləri aparmaqla immobilizasiya edib və onların
saxlanmasına nail olmaq lazımdır. Bundan əlavə hüceyrələrin
fiksəedilməsi onların boyalanmasına imkanı artırır, yəni
hüceyrə makromolekulları eninə tikməklə birləşdirilir, bu
müəyyən vəziyyətdə onları stabilləşdirir və möhkəmləndirir.
Çox hallarda fiksatorlar kimi aldehidlər və spirt götülür (məsə-
lən, qlutaraldehid və ya formaldehidlər zülalların sərbəst amin-
qrupları ilə kovalent əlaqənin yaradılmasını formalaşdıraraq
qonşu molekulları bitişdirilir). Toxumanı fiksə etdikdən sonra
çox nazik mikroatomlar formasında kəsirlər (1-dən 10 mkm
qalınlıqlı). Bundan sonra şüşə predmetin səthində yerləşdirilir.
Belə üsulla hazırlama zamanı hüceyrələrin və ya mikromole-
“Nanotexnologiyadan laboratoriya işləri”. Dərs vəsaiti
148
kulların strukturlarını zədələmək olar, buna görə sürətli
soyutma üsulu daha məqsədə uyğun hesab olunur. Soyuq
kameralarda saxlanılan toxuma mikroatomlar formada kəsirlər.
Hüceyrələrin kəsilmiş yerini boyayırlar. Bu məqsədlə əsasən
üzvi rəngləyicilərdən (göy malaxit və i.a.) istifadə olunur.
Bunların hər biri hüceyrə komponentlərinə müəyyən oxşarlığı
ilə xarakterizə olunur, məsələn gematoksilin molekulları mənfi
yüklənmiş oxşarlığa malik olur. Bu da hüceyrələrdə DNK-nı
aşkar etməyə imkan verir. Əgər hər hansı molekul hüceyrədə az
miqdarda təmsil olunursa, onda işıq şüalanması mikroskopi-
yadan istifadə olunması çox münasibdir.
Flüoressensiya mikroskopiya
İşıq şüalanması verən boyalar müəyyən dalğa uzunluqlu işıq
dalğalarını udur və böyük dalğa uzunluqlu işıq dalğalarını
şüalandırır. Əgər belə maddəni rəngləyicinin udduğu işığın
dalğa uzunluğuna bərabər işıqla şüalandırmaqla və bundan
sonra rəngləyicinin şüalandırdığı işıq şüalarının dalğa
uzunluğuna bərabər işıq keçirən filtr istifadə etmək və işıq
şüalanması molekulunu qaranlıq sahədə işıqlanmaya görə
aşkarlamaq olar. İşıq şüalanmasının yüksək intensivliyi belə
molekulların xarakteristik xüsusiyyətlərindəndir. İşıq şüalan-
ması zamanı boyaların hüceyrələri rənglənməsi üçün istifadə
olunan xüsusi işıq şüalanma mikroskopların istifadə olunmasını
tələb edir. Belə mikroskop adi optik mikroskopa oxşayır,
burada güclü işıqlandırıcıdan yaranan işıq iki filtrdən keçərək-
biri nümunə qarşısında işıqlandıran hissəciklərin tutulması
üçün, digəri o biri nümunədən alınan işığın filtrasiyası üçün
istifadə olunur. Birinci filtr elə seçilir ki, onun buraxdığı işıq
dalğaları götürülmüş işıq şüalanması rəngləyicini həyəcanlan-
dırmış olsun; bu zaman ikinci filtr düşən işıq şüasının qarşısını
alır və işıq şüalanması rəngləyicinin şüalandırdığı dalğanın
uzunluğuna bərabər işıq dalğası buraxır.
İşıq şüalanması mikroskopiyası spesifik zülalların və ya
digər molekulların aşkarlanması zamanı tez-tez istifadə olunur,
Skanedici zond mikroskopunun bioloji obyektlərin tədqiqinə tətbiqi
149
işıq şüalanması boyadıcılarla kovalent əlaqəyə girdikdən sonra
işıq şüalanması yaranır. Bu məqsədlə adətən iki rəngləyici-işıq
şüalanması istifadə olunur. Ağ-mavi işıqla həyəcanlandırdıq-
dan sonra sarı-yaşıl şüalanmanı və sarı-yaşıl işıqla həyəcanlan-
dırdıqdan sonra qara-qırmızı şüalanmanı yaradan rodamin ya-
ranır. İşıq şüalanması elementin və rodaminin boyanması üçün
tətbiq edərək molekulların müxtəlif paylanmasını almaq olar.
Qara sahə mikroskopiya
Hüceyrə strukturların detallarına baxılmasının ən sadə üsulu
müxtəlif hüceyrə komponentlərinin səpdiyi işığı müşa-hidə
etməkdir. Qara sahə mikroskoplarda işıqlandırıcıdan çıxan
şüalar kənardan istiqamətlənir və bu zaman yalnız səpilmiş
şüalar mikroskopun obyektivinə düşür. Buna uyğun olaraq
hüceyrə qara sahədə işıqlanmış obyekt kimi görünür. Qara sahə
mikroskopiyanın əsas üstünlüklərindən biri hüceyrələrin bölün-
mə və miqrasiyası prosesində hərəkətini müşahidə etmək imka-
nının olmasıdır. Hüceyrələrin hərəkəti çox yavaş olduğuna görə
real vaxtda onları müşahidə etmək çox mürəkkəbdir. Bu halda
ardıcıl kadrlar üzrə mikro kino çəkilişi və ya video çəkiliş
istifadə olunur. Ardıcıl kadrlar bu zaman vaxta görə bölünür.
Adi hallarda həmin yazılmış yazıların normal sürətlə şəkillərin
aydınlaşdırılması sürətləndirilir.
Son illər videokamera və şəkillərin işlənməsi texnologiyası
optik mikroskopların imkanlarını xeyli artırmışdır. Bunların
tətbiq olunması insan fiziologiyası xüsusiyyətləri ilə bağlı çə-
tinliklərin aradan qaldırılmasına imkan yaranmışdır. Bunlar
aşağıdakılardan ibarətdir:
1. Göz adi şəraitdə zəif işığı qəbul etmir.
2. Göz işıqlıq fonunda işığın intensivliyinin çox böyük olma-
yan fərqlərdə qeydə almaq qabiliyyətində deyil.
Bu problemlərdən birincisi mikroskopa yüksək həssaslığa
malik video kamera birləşdirdikdən sonra aradan qalxmış olur.
Bu imkan verir ki, hüceyrələrin uzun müddət aşağı işıqlanması
və parıltılı işığın təsirinə baxmayaraq müşahidə etmək olar.
“Nanotexnologiyadan laboratoriya işləri”. Dərs vəsaiti
150
Şəklin işlənməsi sisteminin olması canlı hüceyrələrdə fluoro-
sensiya edici molekulun olmasının öyrənilməsi üçün xüsusi ilə
vacibdir. Şəkli videokamera vasitəsilə elektron siqnallar for-
masında yaradıb, onu müəyyən üsulla ədədi siqnala çevirmək,
kompüterə istiqamətləndirmək olar və sonra faydalı məlumatı
əldə etmək üçün əlavə olaraq işlənməsi lazımdır.
Kompüter interferensiyası mikroskopiyasının köməyilə
yüksək kontrastın əldə olunması imkan verir ki, çox kiçik ob-
yektləri, məsələn, diametri işığın dalğa uzunluğunun onda bir
hissəsindən kiçik (0,025 mkm) olan ayrıca mikroborucuqları
müşahidə etmək olsun. Ayrıca mikroborucuqları işıq şüalan-
ması mikroskopiyanın köməyilə də görmək olar. Hər iki halda
şəkli dəyişdirən difraksiya effekti qaçılmazdır. Mikroboru-
cuqların diametri 0,2 mkm qədər böyümüş olur, bu isə hər
hansı mikroborucuqların bir neçə mikroborucuqlar dəstəsindən
fərqləndirməyə imkan vermir. Bu məsələnin həlli görünən işıq
şüasının dalğa uzunluğundan kiçik dalğa uzunluğuna malik
olan elektron dəstəsindən istifadə edən və daha böyük ayırd-
etmə qabiliyyətinə malik olan elektron mik-roskopunu zəruri
edir.
Elektron mikroskopiya
Dalğa uzunluğu və ayırdetmə qabiliyyəti arasında qarşılıqlı
əlaqə elektronlar üçün də saxlanılır. Ancaq elektron mikrosko-
pu üçün ayırdetmənin sərhədi difraksiya sərhədindən əhə-
miyyətli dərəcədə aşağıdır. Elektronun sürətinin artması ilə ona
uyğun olan dalğanın (de-Broyl dalğası) dalğa uzunluğunun
azalmasına səbəb olur. Elektron mikroskopunda 100 KV gər-
ginlikdə elektronların dalğa uzunluğu 0,04 nm bərabər olur.
Nəzəriyyəyə görə belə mikroskopun ayırdetməsi imkanı 0,002
nm sərhədi daxilindədir. Ancaq real şəraitdə elektron linzaların
ədədi apertur qiymətlərin kiçik olması nəticəsində müasir
elektron mikroskoplar ən yaxşı halda 0,1 nm ayırdetmə imka-
nına malikdir. Nümunənin hazırlanması çətinliyi şüalanmanın
Skanedici zond mikroskopunun bioloji obyektlərin tədqiqinə tətbiqi
151
təsiri nəticəsində onun zədələnməsini, normal ayırdetmə im-
kanını aşağı salır. Bu bioloji obyektlər üçün 2 nm-dir (bu işıq
mikroskopun ayırdetməsindən 100 dəfə yuxarı deməkdir).
Elektron mikroskopunda (EM) elektronların mənbəyi közər-
dilən teldən ibarət katod olub, 2 metrə yaxın silindrik sütun-
ların yuxarısında yerləşir. Elektronların molekullarla havada
toqquşarkən səpilməsinin qarşısını almaq üçün sütunda va-
kuum yaradılır. Katod telin şüalandırdığı elektronlar yaxın anod
vasitəsilə sürətləndirilir və kiçik deşikdən daxil olaraq sütunun
aşağı hissəsindən keçərək elektron şüasını yaradır. Sütun bo-
yunca müəyyən məsafədə yerləşmiş dairəvi maqnitlər optik
mikroskopda işıq şüalarını fokuslaşdıran şüşə linzalara oxşar
olaraq elektron şüasını fokuslaşdırır. Bunlar maqnit linzaları
adlanır. Elektron dəstəsinin yolunda, hava sütun daxilin-də nü-
munə yerləşdirilir. Nümunədən keçən elektronların bir hissəsi
verilmiş sıxlığa malik maddə hissəsindən səpilir, elektronların
qalan hissəsi fokuslaşdırılır və fotolövhədə və ya fosforlaş-
dırılmış (optik mikroskopda şəklin formalaşmasına oxşar ola-
raq) ekranda şəkli formalaşdırır.
Elektron mikroskopunun əsas çatışmazlıqlarından biri bio-
loji nümunələrin hazırlanmasının xüsusi qaydalarla işlənmə-
sinin zəruriliyidir. Birincisi, onlar əvvəlcə qlutar aldehidlə fiksə
olunur, sonra osmi turşusu ilə ikiqat təbəqə və zülallarla əlaqə-
ləndirilir və stabilləşdirilir. İkincisi, elektron aşağı daxil olma
qabiliyyətinə malikdir, buna görə də çox nazik kəsiklər etmək
lazımdır. Bunun üçün nümunə qurudulur və qatran vasitəsi ilə
hopdurulur. Üçüncüsü, nümunənin kontrastlığını artırmaq üçün
ağır metal, osmi, uran və qurğuşun duzları ilə birlikdə işlənmə-
sini hazırlayırlar.
Səthin üçölçülü şəkilini almaq üçün skanedici elektron
mikroskopu (SEM) istifadə olunur, burada nümunə səthindən
elektronların səpilməsi və ya şüalanması baş verir. Bu halda
nümunə fiksə olunur, qurudulur və ağır metal nazik təbəqə ilə
örtülür, sonra yığcam elektronlar dəstəsi ilə skan edilir. Bu
“Nanotexnologiyadan laboratoriya işləri”. Dərs vəsaiti
152
zaman səthin şüalanması zamanı səpələnən elektronların miq-
darı qiymətləndirilir. Alınmış qiymət birinci şüaya nəzərən
sinxron hərəkət edən və ekranın monitorunda şəklin forma-
laşmasında istifadə olunan ikinci şüanın intensivliyinə nəzarət
etmək üçün istifadə olunur. Bu üsulun ayırdetmə imkanı 10nm-
dir və bu hüceyrə daxili orqanellərin öyrənilməsinə tətbiq oluna
bilməz. Bütün bu üsulların əsas və mühüm çatışmazlığı
nümunələrin hazırlanmasının çox vaxt aparması, mürəkkəb və
hazırlanmasının yüksək qiymətli olmasıdır.
Skanedici zond mikroskopiya
Skanedici zond mikroskopunda nümunə səthinin skan edil-
məsi üçün, elektron şüa və ya optik şüalanma əvəzinə zond
iynə istifadə edilir. Obrazla ifadə etsək demək olar ki, optik və
ya elektron mikroskoplarda nümunəyə baxılırsa, SZM-də isə
nümunə səthi toxunmaqla tədqiq skan edilir. Nəticədə obyektin
müxtəlif mühitlərdə, vakuumda, havada və mayedə üç ölçülü
şəklini almaq olar. Bioloji tədqiqatlar üçün adaptasiya olunmuş
xüsusi konstruksiyalı SZM vasitəsi ilə optik müşahidə etməklə
eyni zamanda canlı hüceyrələri maye mühitdə, həmçinin qeyd
olunmuş preparatları havada skan etmək olar.
Skanedici zond mikroskopu
Skanedici zond mikroskopunun adında onun iş prinsipi
təsvir olunub-nümunə səthinin skan edilməsi, bu zaman zondun
səthlə qarşılıqlı təsir dərəcəsindən asılı olaraq səthin nöqtəvi
oxunması baş verir. Skanetmə sahəsini və
Ny
Nx
⋅
nöqtələrin
sayını vermək olar. Nöqtələrin sayının çox verilməsi səthin
şəklinin alınması imkanını yaxşılaşdırır. Oxunan siqnalın nöq-
tələr arası məsafəsinə skanetmənin addımı deyilir. Skanetmə
addımı öyrənilən səthin (şəkil 7-1) detallarından çox kiçik
olmalıdır. Skanetmə prosesində zondun yerdəyişməsi düzünə
və əks istiqamətdə (skanetmənin sürətli istiqamətində) xətti
olaraq həyata keçirilir, yeni xəttə keçid perpendikulyar istiqa-
mətdə (skanetmənin yavaş istiqamətində) həyata keçirilir.
Skanedici zond mikroskopunun bioloji obyektlərin tədqiqinə tətbiqi
153
Şəkil 7-1. Skanetmə prosesinin sxematik şəkli (skanedicinin
gedişində siqnalın oxunması baş verir).
Oxunan siqnalın xarakterindən asılı olaraq skanedici mik-
roskopların müxtəlif adlı və təyinatlı növləri vardır.
- atom-qüvvə mikroskopu (AQM) zondun atomu ilə nümunə-
nin atomları arasında qarşılıqlı təsir qüvvəsinin oxunmasına
əsaslanır;
- Skanedici tunel mikroskopu (STM) keçirici nümunə və
keçirici zond arasında əmələ gələn tunel cərəyanının oxun-
masına əsaslanır;
- maqnit-qüvvə mikroskopu (MQM) zond və maqnit səthlə
örtülmüş nümunənin maqnit xassələrinin aşkar olunması üçün
zond və nümunə arası qarşılıqlı təsir qüvvəsinin oxunmasına
əsaslanır;
- elektrostatik qüvvə mikroskopu (EQM) nümunə səthi üzərin-
də elektrik potensialın paylanması şəklini almağa imkan verir.
Ucu nazik keçirici təbəqə ilə örtülmüş zond istifadə olunur
(qızıl və ya platin olan) və i.a.
SZM konstruksiyası
SZM aşağıdakı komponentlərdən ibarətdir (şəkil 7-2): zond,
tədqiq olunan nümunənin səthi üzərində X, Y və Z istiqamət-
lərində zondun yerdəyişməsi üçün pyezoelektrik gətirmə qur-
Skanedicinin düzünə
hərəkəti
Skanedicinin geriyıə
hərəkəti
“Nanotexnologiyadan laboratoriya işləri”. Dərs vəsaiti
154
ğuları, əks əlaqə dövrəsi, skanetmə prosesinin idarə olunması
və şəklin alınması üçün istifadə olunan kompüter.
Şəkil 7-2. Skanedici zond mikroskopu.
Zond çevirici-preparatların skanedilməsini həyata keçirən
qüvvə zond mikroskopunun komponentidir. Zond çevirici kan-
tileverdə (yaylı konsol) yerləşməklə düzbucaqlı (I-şəkilli ) və
ya üçbucaqlı (V-şəkilli) növləri (şəkil 7-3) vardır, adətən konus
və ya piramida formalı olub sonunda iti uclu zond yerləşir
(şəkil 7-3). Kantileverin digər ucu altlıq ilə əlaqələndirilir
(çiplə). Zond çeviriciləri silisium və ya nitrid silisiumdan hazır-
lanır. Kantileverin əsas xarakteristikası qüvvə sabiti (sərtlik
əmsalı) olub qiymətlərini 0,01 N/m-dən 10-20 N/m ala bilər.
Bioloji obyektlərin tədqiqi üçün sərtliyi 0,01-0,06 N/m olan
“yumşaq” zondlar istifadə olunur.
Pyezoelektrik gətirmə və ya skanedicilər – çox kiçik məsa-
fələrdə zondun səth üzərində və ya nümunənin özünün zonda
nəzərən yerdəyişməsinin idarə olunmasıdır. Pyezoelektrik gə-
tirmə qurğusunda pyezokeramik materiallar istifadə olunur, bu
materiallar onlara elektrik gərginliyi tətbiq olunduqda öz ölçü-
lərini dəyişmiş olur. Elektrik sahəsinin təsiri altında həndəsi
Pyezomühərrik
SZM kontroller
Kompüter
Əks əlaqə
sistemi
Nümunə
Skanedici zond mikroskopunun bioloji obyektlərin tədqiqinə tətbiqi
155
parametrlərinin dəyişmə prosesinə əks pyezoeffekt deyilir. Ən
çox yayılmış pyezomaterial kimi sirkonat-titan-qurğuşundan
istifadə olunur.
a)
b)
c)
Şəkil 7-3. Elektron mikroskopunun köməyilə alınmış AQM
zond çeviricilərin primada formalı şəkilləri a-I –
oxşar növlü, b-V - oxşar növlü, c - kantileverin
ucunda piramida formalı növlü.
Konstruksiyası pyezokeramikadan olan x, y (nümunənin
laterial müstəvisində) və z (şaquli ox üzrə) üç koordinat üzrə
yerdəyişməni təmin edən cihaz skanedici adlanır. Skanedici-
lərin müxtəlif növləri vardır. Bunlardan ən geniş yayılmışlar üç
ayaqlı və boru şəkilli skanedicilərdir.
Üç ayaqlı skanedicidə üç koordinat üzrə yerdəyişməni
ortoqonal struktur əmələ gətirən üç asılı olmayan pyezokera-
mik qələmlər təmin edir.
Boru şəkilli skanedicidə boruların idarə olunması uyğun
elektrodlara verilən gərginliyin hesabına içi boş pyezoelektrik
boru - XZ və ZY müstəvilərində əyilir və Z oxu istiqamətində
uzanır və ya sıxılır. XY müstəvisində idarə olunması üçün
istifadə olunan elektrodlar borunun səthində yerləşdirilmişdir,
Z dən X-ə və Y-ə yerdəyişmənin idarə olunması üçün elektrod-
lara eyni gərginlik verilir.
Dostları ilə paylaş: |