Skalowanie optycznego czujnika sił tarcia mikroskopu sił atomowych

• Autorzy: Masalska, A. , Zawierucha, P. , Woszczyna, M. , Gotszalk, T. , Ritz, Y. , Zschech, E.

Warianty tytułu

EN

Optical sensor calibration for friction force measurements in atomic force microscopy

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badania zjawisk tarcia, ścierania, poślizgu czy zużycia trybologiczne-go w nanoskali mogą być z powodzeniem przeprowadzane za pomocą mikroskopu sit atomowych (ang. Atomie Force Microscope-AFM) z optyczną detekcją ugięcia belki pomiarowej, która pełni rolę optycznego czujnika sit tarcia. Uzyskanie informacji ilościowych wymaga jednak uprzedniego zastosowania procedury kalibracyjnej pozwalającej na konwersje danych pomiarowych na dane o znaczeniu fizycznym. W niniejszej pracy zaprezentujemy wyniki skalowania mikroskopu sił atomowych metodą odwzorowania pochylenia wzorcowego (ang. Wedge Calibration Method [1]) z wykorzystaniem struktury firmy MikroMasch (TGF11) i struktury wykonanej za pomocą skupionej wiązki jonów (ang. Focused Ion Beam-FIB).

EN

Mechanisms of friction, adhesion, lubrication and wear in nanoscale : can be successfully investigated by means of atomic force microscope (AFM) using optical beam deflection sensing. However, to obtain quantitative information the calibration procedure for conversion of measured data to friction forces has to be applied. In order to calibrate our atomic force microscope we applied direct procedure called wedge calibration method [1]. The results of friction force calibration using commercially available grating (TGF11) and dedicated specimen fabricated by focused ion beam (FIB) milling are presented in this paper. We show experimental results for nanotribology on silicon of two different crystallographic orientation, mica and HOPG as well.

Słowa kluczowe

PL

mikroskopia sił tarcia; skalowanie czujnika sił tarcia; współczynnik tarcia

EN

friction force microscopy; wedge calibration method; friction coefficient

• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 49, nr 6
• Strony: 69-71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Masalska, A.

autor

Zawierucha, P.

autor

Woszczyna, M.

autor

Gotszalk, T.

autor

Ritz, Y.

autor

Zschech, E.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

Bibliografia

• [1] Ogletree D.F., Carpick R.W., Salmeron M.: Calibration of frictional forces in atomic force microscopy. Rev. Sci. Instrum., vol. 67(9), 1996, pp. 3298-3306.
• [2] Varendberg M., Etsion I., Halperin G.: An improved wedge calibration method for lateral force in AFM. Rev. Sci. Instrum., vol. 74(7), 2003, pp. 3362-3367.
• [3] Tocha E., Schönherr H., Vancso G.J.: Quantitative Nanotribology by AFM. A Novel Universal Calibration Platform; Langmuir, vol. 22(5), 2006, pp. 2340-2350.
• [4] Masuda H., Honda R.: Low Friction of a Diamond/H-Terminated Si(111) Sliding System. IEEE Transactions on Magnetics, vol. 39(2), 2003, pp. 903-908.
• [5] Liu E., Blanpain B., Celis J.P.: Calibration procedures for frictional measurements with a lateral force microscope. Wear, vol. 192, 1996, pp. 141-150.
• [6] Bias P., Romana L., Kraus B., Bercion Y., Mansot J.L.: Quantitative characterization of friction coefficient using lateral force microscope in the wearless regime. Rev. Sci. Instrum., vol. 75(2), 2004, pp. 415-421.
• [7] Zaidi H., Frene J., Senouci A., Schmitt M., Paulmier D.: Carbon surface modifications during sliding test and friction behavior of carbon thin films against XC 48 steel. Surf. Coat. Technol., vol. 123, 2000, p. 185.