8
Е.В. Смирнов
наноразмерных магнитных модулей памяти, квантовых компьютеров и
других устройств, работающих на эффектах, связанных с ориентацией
спинов атомов. Это направление в нанотехнологии, использующее, в
отличие от электроники, не заряд электрона, а его спин, получило на-
звание спинтроники.
Атомно-силовой микроскоп.
В основе работы атомно-силового
микроскопа (АСМ),
созданного Г. Биннигом, К. Куэйтом и К. Гербером
в 1986 г. [1, 2, 11],
лежит ван-дер-ваальсовское взаимодействие между
атомами заостренной иглы (зонда), подводимой к поверхности образца
на очень малое расстояние, и атомами поверхности. Игла АСМ, имею-
щая чрезвычайно малый радиус закругления острия, расположена на
конце миниатюрной консольной балки — кантилевера (рис. 8).
Под действием сил Ван-дер-Ваальса кантилевер изгибается, что
регистрируется либо с помощью оптических методов (по отклонению
отраженного от тыльной поверхности кантилевера лазерного луча),
либо с помощью пьезорезистивного эффекта, возникающего в самом
кантилевере при изгибе. При сканировании поверхности образца иглой
АСМ длиной 1…2 мкм и диаметром острия не более 10 нм измерение
положения иглы позволяет восстановить рельеф поверхности с очень
высоким разрешением, вплоть до атомарного.
Энергия ван-дер-ваальсовского взаимодействия двух атомов, на-
ходящихся на расстоянии
r
друг от друга, может быть записана с по-
мощью потенциала Леннарда — Джонса
U
LD
:
6
12
0
0
0
2
LD
r
r
U r U
r
r
. (2)
Рис. 8.
Общая схема атомно-силового микроско-
па:
а
— игла АСМ;
б
— кантилевер;
в
— иссле-
дуемая поверхность
