asdffak

Привет, народ.

Оправдывая немногочисленные, но все же ожидания, выкладываю рассказ о своей работе на сканирующем зондовом микроскопе. (что это такое смотрите в предыдущем посте).

Вот, собственно, он сам:

Непосредственно микроскоп - слева, а остальное - контрольный блок + компьютер.

(да, на рабочем столе небольшой бардак, как раз доставали калибровочные образцы)

Микроскоп стоит на специальных рессорах (судя по всему пневматических, т.к. они издают короткие шипящие звуки, если стол слегка пошатнуть). Они нужны, чтобы гасить малейшие внешние колебания.

Но спасают они не всегда. Например, когда в 200 метрах от лаборатории (она в подвале) велись работы по постройке бассейна микроскоп выдавал помехи. Поэтому лишний раз шатать стол или топать рядом во время измерений тоже не стоит.

Вот здесь ближе рабочий блок микроскопа. В него помещаются образец и зонд на специальных держателях:

Внизу справа виден колпак, которым все это накрывается. При необходимости из под него можно откачать воздух, создав вакуум или закачать туда какой-либо другой газ.

Я работал в атомно-силовом режиме, но микроскоп поддерживает и туннельный зонд. Вот так выглядит кантилевер, а точнее держатель для него:

Сам кантилевер - вон та маленькая пластинка, прижатая проволочкой:

А вот коробка с набором кантилеверов и держатель в масштабе:

Образец же помещается в микроскоп вот на таком держателе, к которому крепится обычным двусторонним скотчем:

В случае туннельной микроскопии либо используют специальный проводящий скотч, либо создают контакт между образцом и держателем при помощи проводящей пасты.

Теперь немного о том, как же проводятся измерения в атомно-силовом режиме (в туннельном мало отличий, думаю сами догадаетесь, прочитав предыдущий пост).

Прежде всего на самый кончик кантилевера наводится луч лазера, по которому затем будем следить за отклонениями зонда.

Процесс контролируется по камере (это та черная «дура» над микроскопом на первой фотке) и фотодетектору. Напоминает мини игру «Попади шариком в центр».

Затем кантилевер калибруется и определяется его резонансная частота колебаний. Это нужно для того, чтобы проводить какие-либо измерения помимо топографии (неровности) поверхности. Частота колебаний будет изменяться в зависимости от того, что находится под иглой.

Наконец образец подводят к игле. Сначала грубо, вручную, а затем при помощи специальных точных пьезодвигателей.

После небольшой настройки скорости и области измерения запускается сам процесс (к сожалению не осталось фотографий).

Измерение, дающее нормальный результат, а не смазанную картинку длится от 2 до 6 часов. За это время игла кантилевера «построчно» (а иногда по несколько раз), нанометр за нанометром пробегает исследуемую область.

В результате получается нечто вот такое:

Это калибровочная решетка, параметры которой (глубина и ширина бороздок) заранее известны. Ее можно было увидеть на держателе образца на соответствующей фотографии выше.

Для наглядности полученное изображение можно представить в трехмерном виде:

Как-то так. Вот еще несколько изображений, различных объектов (это уже исследовательская работа), которые мне удалось получить:

А вот так, кстати, выглядит обработка изображения: изучение и сравнение профилей поверхности на различных срезах:

(справа внизу - скрытая реклама фирмы производителя микроскопа ;) )

А вот это уже не мой снимок, но он крайне интересен. Здесь приведено измерение в очень малом масштабе и вот эти "шарики" на картинке - это отдельные атомы:

На этом все. Спасибо, что осилили и прочитали.

P.S. Следующий пост будет только через неделю, когда я смогу попасть в университет и взять фотографии с электронного микроскопа, да и его сам пофотографировать.

Привет, Пикабу.

Сегодня наткнулся на вот этот пост, где показывали микро- и наноструктуру обычной глины. Некоторые обратили внимание, что в какой-то момент изображение теряет цвет и становится черно-белым. В комментариях я ответил на вопрос почему так. Дело в том, что получить изображение объектов менее 300 - 350 нанометров на обычном оптическом микроскопе невозможно (т.н. оптический предел), так как это нижний предел длины волны видимой части спектра.

Для того чтобы изучить объекты меньших размеров применяют другое оборудование. В частности: используют электронный или сканирующий зондовый микроскопы. На свою голову я пообещал рассказать об этих микроскопах, и , как следствие, чило подписчиков поползло вверх. Ну чтож, начнем-с. (@Vledcad, @pelengaz, заходим, читаем).

Итак, начну со сканирующего зондового микроскопа. Главным элементом здесь, как следует из названия, является зонд. Как правило зонд представляет собой острую иглу, которая определенным образом взаимодействует с поверхностью образца. Есть, правда, еще ближнепольный оптический микроскоп, который так же относят к зондовым. Но с ним мне работать не приходилось и о принципе его работы я знаю, к сожалению, немного, так что рассказывать о нем не возьмусь.

Однако помимо него существуют еще два типа сканирующих микроскопов: туннельный и атомно-силовой, который различаются по принципу взаимодействия с поверхностью.

Зонд в туннельном микроскопе представляет собой остро заточенную иглу, в идеале на ее конце должен быть один атом.

Выглядит такая иголка примерно вот так:

(фотография не моя, подробности в конце поста)

Добиться такой остроты крайне сложно и обычная заточка тут не поможет. Поэтому прибегают к химическому или электро-химическому травлению.

Заточенная игла подводится очень близко к образцу (расстояние порядка ангстрема - 0,1 нм), а затем на иглу и образец подается напряжение. В результате электроны перескакивают с образца на иглу, т.е. возникает так называемый туннельный ток (отсюда и название микроскопа).

Кто не понял вот картинка для пояснения:

Самое интересное в этом методе микроскопии, что с помощью туннельного тока можно двигать атомы, как бы притягивая их. Многие, наверняка слышали о том, как из атомов выложили название компании IBM, для этого использовался именно туннельный микроскоп:

Ну и вот еще несколько фигур тоже выложенных из атомов:

Главным недостатком туннельного микроскопа является требование по проводимости. Чтобы туннельный ток все же протекал, исследуемый образец должен обладать достаточно низким сопротивлением. Но даже в этом случае регистрируемые токи бубт на уровне 1 - 1000 пА (пикоАмпер).

Второй вид зондового микроскопа - атомно-силовой. В нем так же применяется острая игла, но устроена она несколько иначе. Зонд представляет собой небольшую «пирамидку» закрепленную на конце подвижной «балки» (консоли). Как-то так:

(кстати, изображение получено с помощью упомянутого в начале электронного микроскопа)

Эта игла так же подводится на очень малое расстояние к образцу, но в этом случае регистрируется не ток, а силы атомного взаимодействия. Дело в том, что любые атомы, в зависимости от расстояния между ними, либо отталкиваются (если расстояние порядка 1 - 1,5 атомов), либо притягиваются (если расстояние порядка 2 - 3 атомов, дальше силы атомного взаимодействия значительно слабеют). Такое взаимодействие изгибает консоль зонда (в атомно-силовой микроскопии он называется кантилевером). Величина изгиба фиксируется по отклонению падающего на кантилевер луча:

Как вы, наверняка, догадались, сканирующая зондовая микроскопия не дает реального изображения образца, а лишь интерпретацию сигнала с его поверхности. Это, безусловно, является недостатком метода, так как порой сигнал может в значительной степени искажаться от внешних влияний (тряска, статическое электричество и т.д.).

P.S. К сожалению мне сегодня не удалось ни попасть в лабораторию, ни найти руководителя или инженера, чтобы взять у них фотографии с электронного микроскопа. Хотя о нем было логичнее рассказывать в первую очередь, ведь именно с помощью такого микроскопа и были получены изображения в посте, указанном в начале.

Следующим постом я поделюсь с вами фотографиями сканирующего микроскопа, на котором работал сам и покажу изображения, которые получил с его помощью.

А вот с электронным микроскопом разберемся когда я смогу получить нужные фотки.

Вчера я наткнулся на пост с очередной кулстори про нехороших охранников. Вот собственно сам пост. Ниже под постом как всегда в таких случаях разгорелся срач, в ходе которого немало людей утверждали, что мол охранники магазина не имеют никаких прав и вообще должны тихонечко стоять в сторонке и подпирать стеночку.
На это я возразил, руководствуясь исключительно логикой, что на кой вообще тогда нужны охранники, если они ничего не могут. В общем то мне, казалось бы, вполне резонно указали: не знаете, не пишите (я действительно сказал, что не знаю юридической части вопроса).
К сожалению, вчера не было времени толком разбираться в вопросе, но теперь оно есть.
Итак, основные утверждения из комментариев под постом:
1. Охранник не может никого задерживать (пример раз, пример два, пример три)
2. Охранник не имеет права требовать чек (примеры раз, два, три)
3. Охранник не вправе требовать оставить вещи в камере хранения, и в целом покупатель не обязан оставлять свои вещи там (пример)

Теперь разберем каждый случай. Для начала гуглим права охранников супермаркета/магазина. У меня первой выпала вот эта ссылка. Здесь, собственно постулируется все то же самое, но уже идет хотя бы отсылка к законам. Первый из них достаточно легко найти (раз, два), а второй, к сожалению, я нигде не обнаружил, но, судя по названию, он нас мало интересует.
Открываем закон и читаем:
1. Лицо, совершившее противоправное посягательство на охраняемое имущество либо нарушающее внутриобъектовый и (или) пропускной режимы, может быть задержано охранником на месте правонарушения и должно быть незамедлительно передано в орган внутренних дел (полицию). (статья 12, 6 абзац) Тадаааа... Скажете, что противоправное посягательство нужно доказать? Согласен, но ведь остаются еще внутриобъектовый и пропускной режимы.
2. Частные охранники имеют право (надо же, у них, оказывается еще и права есть) требовать от персонала и посетителей объектов охраны соблюдения внутриобъектового и пропускного режимов. Правила соблюдения внутриобъектового и пропускного режимов, устанавливаемые клиентом или заказчиком, не должны противоречить законодательству Российской Федерации (статья 12.1. абзац 1 п. 1) Во внутриобъектовый режим вполне может входить требование предъявить чек на товары на выходе. Где-то (толи в комментах, толи на формуах в поиске) ссылались на то, что такое требование может противоречить конституции, как и обыск. Однако ни штудирование конституции, ни изучение указанного закона не привело меня к таким выводам.
Что интересно, тут же есть и вот такой пункт: применять физическую силу, специальные средства и огнестрельное оружие в случаях и порядке, которые установлены законодательством Российской Федерации (–"– п. 4) Ну надо же.
3. Вот с третьим пунктом оказалось немного сложнее разобраться. Впринципе можно сослаться на все тот же внутриобъектовый режим, согласно которому покупатель обязан оставлять сумки в камере хранения.
Но тут, кстати, в защиту покупателя выступает гражданский кодекс (спасибо пикабушнику @nomer2k и его комментарию). Если немного покопаться в кодексе, то можно прийти к выводу, что магазин все же ОБЯЗАН нести ответственность за хранящиеся в камерах вещи, не смотря на надписи о том, что магазин ответственности не несет. Единственное, что может вызвать сомнение: можно ли считать факт оставления сумки в камере хранения заключением договора о хранении? Буду благодарен, если в комментариях мне ответят на этот вопрос.
Ну в общем как-то так. Вполне вероятно я мог где-то ошибиться в трактовке законов, прошу меня простить, указать на ошибку и привести соответствующие пруфы... Хотя, на что я надеюсь, это же интернет.