Analysis of Transient Tip-Sample Interactions in High Speed Tapping Mode Atomic Force Microscopy with the Purpose of Damage Prevention
Message:
Article Type:
Research/Original Article (دارای رتبه معتبر)
Abstract:
High speed atomic force microscopy (HS-AFM) is one of the widely used techniques in nanotechnology applications due to high resolution and the ability of 3D imaging. Despite its advantages and although it is known as a nondestructive technique, tip or sample damage can occur if maximum repulsive force is higher than the failure stress of the sample or tip, as a result of tip-sample interactions. Several studies in understanding the peak repulsive forces in tapping mode AFM have been carried out, but mostly in steady state situations. In transient situation when tip encounters a sudden steep upward step, the repulsive force can be much higher than that in the steady state situation and, consequently, damage could happen. Therefore, if appropriate parameters’ values are not tuned, the tip-sample stress may exceed yield stress of the tip or the sample. This paper presents the comparison of maximum transient interaction forces in time periods of net attractive and repulsive forces and the effects of important scanning parameters on maximum transient stress of compliant samples with the elastic modulus in the range of 2GPa together with lateral resolution and scanning speed diagrams, using theoretical analysis as a novelty of this paper, so that selecting cantilever stiffness in the range of 0.1-1N/m, free air amplitude 60-100nm, amplitude ratio 0.8-0.9, quality factor 50-100, tip radius 10-40 nm, and scanning speed 0.1-0.3mm/s relative to required lateral resolution indeed leads to safe high speed microscopy.
Language:
Persian
Published:
Modares Mechanical Engineering, Volume:19 Issue: 8, 2019
Pages:
1827 to 1836
magiran.com/p1981659  
دانلود و مطالعه متن این مقاله با یکی از روشهای زیر امکان پذیر است:
اشتراک شخصی
با عضویت و پرداخت آنلاین حق اشتراک یک‌ساله به مبلغ 990,000ريال می‌توانید 70 عنوان مطلب دانلود کنید!
اشتراک سازمانی
به کتابخانه دانشگاه یا محل کار خود پیشنهاد کنید تا اشتراک سازمانی این پایگاه را برای دسترسی نامحدود همه کاربران به متن مطالب تهیه نمایند!
توجه!
  • حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران می‌شود.
  • پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانه‌های چاپی و دیجیتال را به کاربر نمی‌دهد.
دسترسی سراسری کاربران دانشگاه پیام نور!
اعضای هیئت علمی و دانشجویان دانشگاه پیام نور در سراسر کشور، در صورت ثبت نام با ایمیل دانشگاهی، تا پایان فروردین ماه 1403 به مقالات سایت دسترسی خواهند داشت!
In order to view content subscription is required

Personal subscription
Subscribe magiran.com for 50 € euros via PayPal and download 70 articles during a year.
Organization subscription
Please contact us to subscribe your university or library for unlimited access!