Поделиться
Микроскопы подвержены влиянию хаоса?
Инженеры-механики из университета Пердью сумели доказать, что один и тот же вид детерминированного хаоса стоит за непредсказуемыми колебаниями цен на фондовых биржах, изменениями погодных условий и погрешностями измерительных приборов. «Идея о том, что эффект хаоса влияет на работу
Проф. Раман и докторант Шуйцин Ху (Shuiqing Hu) выявили с помощью серий экспериментов величину ошибок, вызванных эффектом хаоса. Эта информация поможет исследователям делать более точные измерения на
Принцип работы АСМ следующий: игла микроскопа, присоединенная к пластине, подносится к поверхности объекта. Пластина начинает совершать колебания вместе с колебаниями пьезоэлектрического кристалла, который, в свою очередь, начинает осциллировать, если на него подается напряжение. Меняя напряжение на кристалле, можно контролировать амплитуду колебаний иглы. Поскольку игла движется вверх и вниз, на нее начинают влиять различные силы, в том числе и межатомные силы притяжения Ван дер Ваальса. Влияние их увеличивается по мере приближения иглы к объекту. Учитывая величины этих сил, исследователи позиционируют иглу максимально близко к поверхности объекта. Таким образом, игла начинает колебаться соответственно изменениям контуров объекта на атомном уровне, и ее колебания передаются пластинке. Колебания пластинки отслеживаются, и по ним воссоздается топология поверхности объекта. Такой способ использования микроскопа часто называют осциллирующим режимом.
«Чтобы картина, полученная этим способом, была точной, колебания иглы должны четко повторять рельеф объекта. Но иногда игла внезапно начинает колебаться хаотично, генерируя ошибки в измерениях», поясняет проф. Раман. Чтобы выяснить причину этого явления, Ху увеличил движущую силу пьезоэлектрического кристалла, в то время как микроскоп работал в осциллирующем режиме. Исследование показало, что увеличение амплитуды колебаний пластины до определенной величины приводило к резким хаотическим колебаниями. Затем, при небольшом добавочном увеличении амплитуды колебания возвращались в норму, а при дальнейшем увеличении снова возникали хаотические колебания.
Короткая ссылка
