​Исследователи Томского политехнического университета (ТПУ) и Тверского государственного технического университета (ТГТУ) нашли способ повысить до 10 раз точность микроскопов с нанометровым разрешением, предложив метод компенсации колебаний иглы микроскопа, которые оказывали негативное влияние на качество изображения. Результаты опубликованы в журнале Applied Surface Science Volume.

Как сообщили сотрудники ТПУ, метод сканирующей зондовой микроскопии с нанометровым разрешением основан на получении отклика зонда на взаимодействия иглы с поверхностью. Есть множество причин недостаточной точности метода, одна из них вызвана нестабильностью кантилевера, на конце которого находится игла.

Обычно, по словам ученых, исследователи рассматривают только колебания кантилевера. Однако игла вибрирует вместе с кантилевером, и у неё также есть свои собственные колебания, частота которых отличается от частоты кантилевера. Авторы исследования рассмотрели именно колебания иглы SWCNT.

Ученые ТПУ и ТГТУ проанализировали смещения наконечника иглы SWCNT от положения равновесия, воспользовавшись моделью математического маятника, создали модель уравнения колебаний иглы и установили аналитическую связь параметров иглы с характеристиками её неустойчивости.

"На основе соотношений между колебанием иглы, ее топографией и структурными свойствами, мы проанализировали движения иглы в системе «атомы иглы — атомы поверхности» и выяснили, что колебания иглы приводят к увеличению размера фрагмента исследуемой поверхности до размера траектории колебания иглы", — рассказала доцент отделения нефтегазового дела ТПУ Вера Деева.

Авторы исследования предложили компенсировать колебания иглы, выделяя отклонения центра острия иглы и центра сегмента поверхности под иглой в плоскости XY, с последующим их исключением из сигнала оптического датчика, используя модуляцию сигнала.

Предложенный метод компенсации колебания иглы, по словам ученых, предотвращает негативное влияние ее вибрации на качество изображения сканирующего микроскопа, уменьшая размытие сигнала. Это обеспечивает более высокую степень точности определения фрагмента исследуемой поверхности, от двух до десяти раз в зависимости от ее топографии и соразмерности ее неровностей размеру иглы.

В дальнейшем специалисты планируют исследовать возможность создания игл SWCNT с заданными параметрами осцилляции путем размещения в нужной последовательности атомов выбранных материалов, учитывая влияние выпадения или отсутствие атомов в листе SWCN. Это может быть полезным для многих наноотраслей, например, для медицины, при воздействии изнутри на внутренние стенки сосудов.

Похожие новости

  • 29/01/2018

    3D – принтеры для печати сердца будут стоять в каждой клинике

    ​Аортальный стеноз, коарктация аорты, транспозиция магистральных сосудов, тотальная аномалия впадения легочных вен, тетрада Фалло — в современной медицине насчитываются десятки видов пороков сердца, которые бывают как врожденными, так и приобретенными.
    2375
  • 07/09/2020

    «Амбициозная задача — это основная движущая сила»: участник экспертной дискуссии Андрей Яковлев о работе ТПУ в период пандемии

    ​​​Врио ректора Томского политехнического университета Андрей Яковлев принял участие в экспертной дискуссии «Вузы нового поколения: адаптивность как конкурентное преимущество», которую организовал Благотворительный фонд Владимира Потанина на онлайн-площадке ТАСС.
    337
  • 26/06/2019

    Без «Окон» и Back Door

    ​Одна из приоритетных задач в построении «цифровой экономики» — сделать ее независимой и защищенной. Серьезный шаг в усилении промышленной безопасности сделала объединенная команда компании ЭлеСи и ученых Томского госуниверситета.
    657
  • 10/02/2020

    Научные направления ТГАСУ – в мировом тренде

    ​ТГАСУ – один из лучших архитектурно-строительных университетов в России и сильнейший проектный, научно-исследовательский и экспертный центр с уникальными интеллектуальными и техническими ресурсами. Вуз готовит не только качественных специалистов-практиков, но и выдающиеся научные кадры.
    475
  • 09/09/2016

    Разработки томичей заинтересовали Airbus Safran Launchers

    ​Представители компании Airbus Safran Launchers - лидера европейской космической промышленности заинтересовались технологиями и наработками сибирских ученых, сообщает пресс-служба Томского государственного университета.
    2233
  • 14/10/2019

    Аспирант ТПУ испытает в Китае диагностику материалов при облучении

    Молодой ученый Томского политехнического университета (ТПУ) Артем Прима проведет в Даляньском технологическом университете (Dalian university of technology (DUT), Китай) серию экспериментов для разработки диагностики радиационных дефектов материалов для космической и атомной отраслей в условиях интенсивного облучения.
    365
  • 02/04/2018

    Ученые ТГУ исследовали экосистемы на побережье Египта

    ​Ученые Биологического института Томского государственного университета (БИ ТГУ) завершили третий этап исследования экосистем в районе будущей атомной станции "Эль Дабаа" в Египте, которая является одним из крупнейших зарубежных проектов госкорпорации "Росатом", сообщается на странице Сибирского химического комбината (СХК, "дочка" ГК "Росатом") в соцсети Facebook.
    1033
  • 06/05/2019

    Биологи ТГУ создадут стартап на территории Евросоюза

    ​Технология «Аэрощуп», разработанная БИ ТГУ для очистки донных отложений нефтезагрязненных водоемов, готова к выходу на европейский рынок.  В апреле 2019 года Биологический институт принял участие в конференции Deep Tech Atelier в Риге (Латвия), где состоялись переговоры с руководством реактора коммерциализации.
    815
  • 31/10/2019

    АЛРОСА и ТГУ разработают новые технологии разведки и добычи алмазов

    ​​Томский государственный университет и компания АЛРОСА определили ряд перспективных направлений научного и инновационного сотрудничества. Договоренность была достигнута на форуме промышленных партнеров PromSkills, проходившем в ТГУ.
    490
  • 04/10/2016

    В Airbus Safran Launchers заинтересовались созданным в Томске наноматериалом

    ​Airbus Safran Launchers (совместное предприятие авиакосмического концерна Airbus Group и французской корпорации Safran) заинтересовалась разработанной в Томском госуниверситете технологией получения наноматериала - легкого, как алюминий, и прочного, как сталь, сообщил завлабораторией высокоэнергетических и специальных материалов ВУЗа Александр Ворожцов.
    2243