Полуконтактный (прерывисто-контактный) метод

Контактные методы обладают различными достоинствами, однако все они имеют недостаток, который в некоторых случаях является существенным. Речь идет о нахождении зонда АСМ в постоянном контакте с поверхностью. Такое взаимодействие может приводить к изменению рельефа поверхности или даже к поломке зонда.

Для избегания этого эффекта был разработан полуконтактный (прерывисто-контактный) метод. Это динамический режим работы, то есть кантилевер осциллирует вблизи поверхности исследуемого образца.

Сущность полуконтактного метода заключается в том, что консоль с зондом раскачивается пьезокерамическим генератором на резонансной частоте с амплитудой 10…100 нм. Обратную связь при этом поддерживают либо по амплитуде, либо по отклонению фазы колебания кантилевера. Сам кантилевер подводится к поверхности образца таким образом, чтобы в нижнем полупериоде колебаний происходило касание зондом поверхности образца. Это касание и регистрируется посредством изменения амплитуды и фазы колебания консоли кантилевера. И посредством такого «простукивания» объекта исследования происходит измерение его поверхности. То есть, в каждой точке происходит регистрация поверхности и изменение фазы колебаний консоли кантилевера, которое записывается в виде распределения фазового контраста (который зависит от упругости материала образца).

Полуконтактный метод обладает определенными преимуществами по сравнению контактными методиками. Прежде всего, при его использовании давление кантилевера на поверхность образца существенно меньше, что позволяет работать с более мягкими и легко разрушающимися материалами. Например, с полимерами или с биоматериалами. Кроме того, полуконтактный метод снижает риск повреждения острия зонда. Ещё одним преимуществом является чувствительность к незначительным изменениям, что дает возможность измерять ряд характеристик поверхности – распределение вязкости и упругости, электрических и магнитных доменов.