Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Imaging system using higher-harmonic in the tapping mode of the ”Terra AFM” microscope

Pawłowski S., Dobiński G., Smolny M., Majcher A., Mrozek M.

Problemy Eksploatacji

|

2015

|

no. 3

27--38

EN

Terra AFM is the atomic force microscope designed and built by the authors as a device for research applications in advanced technologies in industry and in teaching. In tapping-mode, in atomic force microscopy, the interaction between the tip and the sample is, in fact, non-linear and consequently higher harmonics of the fundamental resonance frequency of the oscillating cantilever are generated. In this paper, we present the Terra AFM system using the method of synchronous detection that allows simultaneously recording the amplitudes and phases of the fundamental resonance frequency and of the higher harmonics. The used detection system, composed of 16 bit 100 mega-samples per second (MSPS) analogue-to-digital converter (ADC) and field-programmable gate array (FPGA) device, allows measuring the amplitude and phase of the cantilever within one oscillation cycle and with good signal-to-noise ratio. As a result, good-quality images at higher harmonics could be obtained with the use of conventional cantilevers. The obtained results prove that higher-harmonics imaging can be used to distinguish between different materials. High spatial resolution (about 1 nm) of the presented system is also demonstrated.

PL

Mirroskop Terra AFM jest mikroskopem sił atomowych opracowanym i zbudowanym przez autorów jako urządzenie do zastosowań badawczych, przemysłowych i edukacyjnych w obszarze zaawansowanych technologii. W każdym mikroskopie sił atomowych pracującym w trybie kontaktu przerywanego oddziaływanie pomiędzy sondą i próbką ma charakter nieliniowy, co powoduje powstawanie wyższych harmonicznych częstotliwości podstawowej drgań sondy. W artykule przedstawiono system mikroskopu Terra AFM wykorzystujący metodę detekcji synchronicznej umożliwiającą jednoczesne wyznaczanie amplitudy i fazy wyższych harmonicznych przebiegu podstawowego. Głównymi elementami opracowanego systemu detekcji są przetwornik analogowo-cyfrowy o rozdzielczości 16 bitów i szybkości próbkowania 100 MSPS oraz układ programowalny FPGA pozwalający na pomiar amplitudy i fazy w okresu przebiegu podstawowego drgań sondy z dobrą wartością stosunku sygnału do szumu. Prowadzi to do otrzymywania dobrej jakości obrazów przy wyższych harmonicznych z użyciem typowej sondy mikroskopu AFM. Przedstawiono przykłady uzyskiwanych obrazów, które wskazują na przydatność systemu do rozróżniania obszarów próbek zbudowanych z różnych materiałów. Potwierdzają one również wysoką rozdzielczość przestrzenną (około 1 nm) opracowanego systemu.

2

3D morphological reconstruction of the red blood cell based on two phase images

Wang Y, Li Z, Ji Y, Xu Y, Bu M

Optica Applicata

|

2015

|

Vol. 45, nr 2

173--182

EN

As an important component of blood cells, the red blood cell plays a vital role in many diseases such as malaria and so on. Although quantitative phase imaging techniques can be used for homogeneous cellular thickness distribution to obtain ideal results, they cannot achieve 3D morphological distribution. In this paper, a new method is presented to get a 3D morphology image of red blood cell. With this method, only two cellular quantitative phase images obtained from two orthogonal directions are needed as original information. By using the grid method, the sample is divided into many small phase cubes, and then we take a layer’s cubes into calculation so that the 3D problem could be transformed into a 2D problem to elaborate. Then it can be applied to the tomographic imaging combined with the maximum entropy method according to the two orthogonal phase images. This method has been proved by a simulation of red blood cell. The results show that cellular morphological distribution can be achieved in detail very well just based on only two orthogonal phase images.

3

Wykorzystanie zaawansowanych trybów mikroskopii sił atomowych w badaniach struktur i przyrządów półprzewodnikowych

Szyszka A., Macherzyński W., Prażmowska J., Wośko M., Stafiniak A., Gryglewicz J., Ramiączek-Krasowska M., Paszkiewicz B., Jankowski B., Ściana B., Paszkiewicz R., Tłaczała M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 2

55-58

PL

W pracy przedstawione zostały wyniki charakteryzacji lokalnych właściwości detektorów MSM (Metal-Semiconductor-Metal) oraz rezystancyjnych wytworzonych w warstwach GaN, struktur tranzystorów unipolarnych wykonanych w warstwach azotku galu, cienkich warstw metali katalitycznych, heterostruktur AlAs/AIGaAs/GaAs oraz powierzchni węglika krzemu wykonanych różnymi trybami mikroskopii sił atomowych. Badania zostały przeprowadzone metodami Skaningowej Mikroskopii Potencjału Powierzchniowego SSPM (ang. Scanning Surface Potential Microscopy), Skaningowej Mikroskopii Rezystancji Rozproszonej SSRM (ang. Scanning Spreading Resistance Microscopy) oraz obrazowania fazowego.

EN

In this work characterization results of MSM (metal-semiconductor-metal) and resistive detectors fabricated in gallium nitride layers, GaN based unipolar transistors, thin catalytic metal layers, AlAs/AIGaAs/GaAs heterostructures and silicon carbide surface by various techniques of atomic force microscopy are presented. The examinations were performed by Scanning Surface Potential Microscopy (SSPM), Scanning Spreading Resistance Microscopy (SSRM) and in phase imaging mode.

4

Application of phase imaging and force modulation mode for description of dispersion of carbon nanotubes in polyol matrix

Woźniak M. J., Ryszkowska J., Szymborski T., Chen G., Tateishi T., Kurzydłowski K. J.

Materials Science Poland

|

2008

|

Vol. 26, No. 1

245--253

EN

Application of the phase imaging and force modulation SPM techniques for description of the dispersion of multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) in polyol (polyester diol- PED) matrix is presented. The MWCNTs-PED mixture is used to prepare polyurethane (PUR) nanocomposites. Dispersion of MWCNTs in PUR depends on the dispersion of carbon nanotubes in polyol. It is very important to evaluate the degree of homogeneity of the investigated materials. The phase imaging and force modulation microscopy connected with tapping mode allow collecting not only topography images but also images of mechanical properties of a material (hardness, adhesion, friction). By using these SPM modes, it is possible to distinguish structural elements of the mixture and hence to obtain direct information about the distribution of MWCNTs in PED matrix.

5

Simulation of the object phase imaging using hologram apodization in digital holography

Bartold J., Jóźwicki R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2004

|

Vol. 45, nr 8-9

262-265

EN

Digital holography is a useful method to measure the shape of rough surfaces with high accuracy. However, because of a small number of CCD camera pixels and small detector matrix size, large fluctuations in the reconstructed phase image arise generated by diffraction phenomena. In the paper the numerical analyses of the influence of the hologram apodization on phase images are presented. Especially various types of apodization functions are considered to find improvements of reconstructed phase images. The analyses are based on the full holographic imaging simulation.

PL

Holografia cyfrowa jest użyteczną metodą wykorzystywaną w pomiarach kształtu powierzchni chropowatych z wysoką dokładnością. Z uwagi na małą liczbę pikseli matrycy detektorów kamery CCD i małe wymiary tej matrycy w rekonstruowanym obrazie przedmiotów fazowych pojawiają się znaczne fluktuacje, będące następstwem zjawiska dyfrakcji. W artykule zamieszczone są analizy numeryczne odwzorowania holograficznego pozwalające badać wpływ apodyzacj i hologramu na rekonstrukcję fazy. Przedstawione są różne funkcje apodyzujące w celu ustalenia możliwości wykorzystania tej metody do poprawy jakości odwzorowania.