Pull to refresh
29
0
Денис Чудинов @SoulAge

Менеджер, UX-проектировщик

Send message
Вы прямо вынуждаете меня как можно быстрее написать статью об этом.

На самом деле, при честном описании — всё не так прозрачно для объяснения.
Я писал комментарий о природе света. Мы можем посвятить пятнышком ограниченного размера на нанообъект, и не увидим его. Почему не увидим и как это объяснить простыми словами — я немного затруднясь и могу быть неправ в своих дальнейших словах. Поправьте, если кто в теме.

Моя интерпретация такова: пятно сфокусированного света (для простоты берем одну длину волны, например зеленый свет 530 нм) однородно по площади. Если мы светим на какой-нибудь массив точек (размер которых не превышает 10 нм), то мы их не увидим, так как не фиксируем разницу между местом, где точка есть, и где ее нет. То есть, отражение должно быть строго однородным (просто зеленый свет). И повысить разрешение = сфокусироваться на более мелкие объекты (= уменьшить пятнышко света) невозможно чисто физически из-за дифракционной природы света.

Прямая аналогия — это как смотреть на фотографию в низком качестве, где видны размытые пиксели (размер пикселя = пятнышко света) и пытаться сфокусироваться на высокое качество. Даже если мы берем суперкачественную отпечатанную фотографию и будем смотреть ее под микроскопом, рано или поздо мы увидим зернистость. Нанотехнологии, как мы видим, лежат
за пределами физических возможностей фокусировки света.
Но это давно обошли и я потом расскажу как

Откровенно говоря, вместо однородного пятна, мы будем наблюдать термодинамические помехи, или как любят выражаться ученые, флуктуации отраженных фотонов (здесь рекомендуется представить телевизор с чернобелыми помехами).

… Если зонд проходит над ямой — видим ослабление тока. Если под зондом горка — усиление. Так происходит из-за изменения расстояния между иглой и образцом. На основе данных строим картинки (контраст зависит от величины тока в конкретной точке. Чем светлее — тем выше значения, так как зонд был ближе к поверхности)...


Картинка что мы наблюдаем после зондирования поверхности — это просто визуализированный двумерный массив (с координатами по x и y), где каждая точка имеет собственный «вес» — высоту поверхности, которая наглядно демонстрируется изменением контраста. Кстати, контраст можно настроить в любых тонах, вот вам например в желтых ;)



То есть, на картинках нет никакого света и отражений.
Не могли вы бы поточнее сформулировать свой вопрос, так как
Хотел спросить почему [дальше идет вопрос про цвет]
и
понял что размер объекта соизмерим с длинной волны и почему исчезает понятие цвета.
меня немного сбивает с мысли.
image

Слева мы имеем фотографию структуры, а справа пирамидку, снятую с помощью зондовой микроскопии. Размеры объекта по сравнению с кончиком зонда — огромны (порядка нескольких микрометров против 10 нанометров. Это практически отношение размеров пирамиды Хеопса и человека). Поэтому мы можем получить такое детальное разрешение объекта — видим все неровности и… банальную грязь, которую вы неуважительно приняли за пупырышки. :D

Кстати говоря, если мы изучаем образец с помощью оптических методов, силы излучения (интенсивности «света») достаточно, чтобы испепелить такие мелкие органические частички (что мы наблюдаем в реальном времени).
Когда я впервые это увидел, на меня это произвело сильное впечатление и я себя почувствовал на Звезде Смерти. =)
Знаете, если вдуматься, то это не очень очевидно. Я согласен, что в АСМ скругление более важно, но насколько сильно повлияет форма окончания кантилевера на СТМ не берусь сходу ответить.

Кстати, если я ничего не путаю, сейчас кантилевер бывает объединенным: для АСМ и СТМ используется одна и та же игла.
По предварительным результатом моей работы (что является темой диплома, который я планирую получить через пару месяцев, как раз по теме эллипсометрии) могу сказать, что с эллипсометром нужно быть крайне осторожным — он может показать результат, который ты ожидаешь увидеть, но, увы, ложный.

На нем можно измерять какой-то один неизвестный параметр при заданных остальных (например, мы достаточно точно знаем толщину 3/4 слоев, а последний слой измеряем на эллипсометре). Таким образом, можно осуществлять дополнительный этап технологического экспресс-контроль на производстве. Но так пока никто не делает ;D

Если верить моему собственному анализу публикаций (преимущественно зарубежных), эллисометрию используют для изучения фазового перехода и процессов роста кристалла, и для изучения оптических и электрических свойств. Никто не меряет толщины как самоцель =(

Может сегодня день такой, но что-то я туго въезжаю.

Черная линия же имеет как раз форму полого холма — максимум в центре и достаточно длинные хвосты, которые отражают не форму объекта (у нас же короткий шарик), а плавность подъема зонда и форму кривизны иголки. То есть, непонятно, где на этих хвостах измерять ширину объекта.

Можно примерно ее вычислить, взяв, например ширину на половине общей высоты и оценить погрешность. Разумеется, какие-то мат. методы в реальном времени улучшают картинку (на установке они включается по типу фильтров, но я особо не вникал).

Зло не столько в формулах, сколько в самом подходе — меня всегда в вузовской форме подачи убивала отвязанность от реальности.

В ВУЗе скорее всё слишком идеализируется. Я бы даже сказал, что в сторону усложнения. Большинством установок может и школьник управлять, если ему грамотно всё объяснить. Нам постоянно говорили про какие-то сверхсложности в научной работе и подходах, а в реальности полкафедры бухает, а эксперименты делаются даже без каких либо теоретических предсказаний перед началом исследований (к счастью, не у нас в лаборатории).
Эх, товарищ, что же вы антивибрационные столики ногами-то пихаете. =(

Честно говоря, не могу понять, почему все объекты увеличись в 2 раза, без искажения качества. А можете картинками поделиться? Хотя бы в личные сообщения. (p.s. а может всё нормально, просто zoom слетел?)

«Иголочные» методы еще ничего. Вы говорите, что редька горька, а я вам сейчас дам хрен попробовать ;)
Сейчас занимаюсь спектроскопической эллипсометрией . Если коротко, то этот прибор позволяет измерять толщины тонких пленок (не только на поверхности) и косвенно определять их состав. Мы светим на образец, ловим отражения света. Отраженный свет всегда поляризован. За счет изменения параметров поляризации, мы строим слоистую модель образца и пытаемся подобрать (!) толщины вручную. Естественно, компьютер помогает своими мат.методами, но суть не меняется — задача превращается в исконно творческую. Поэтому быть экспериментатором — искусство.

А геммороя добавляет непродуманный софт, который писали кто угодно, но не физики: ну как можно указывать мольную долю (концентрацию) алюминия 0.288402, когда производитель образца утверждает, что он не может заложить концентрацию точнее, чем 0.03? Все цифры после тысячного элемента не имеют смысла в принципе.
image

Программа моделирования позволяет делать всё правильно и даже получать верный результат, который при адекватной проверке не проходит тест на «физичность» (соответствие с реальностью).

В общем, гораздо проще работать с технологией, которая кажется сложной и ненадежной, но однозначной, чем иметь просто метод, но большой элемент случайности. =)
Всегда с удовольствием читаю про новые технологии в энергетических областях, так как я верю в Кардашева. Спасибо автору.
Всё равно круто ;D

А у нас в лаборатории над купленными кантилеверами трясутся как Кощеи. Только когда они подыхают, их отдают в руки студентам, чтобы те наизмерялись всласть.

Меня всегда поражала разница между идеальным применением и реальностью. Ладно еще, изготовленный под заказ кантилевер и скрепка+кусачки. В методе создания подложек для микросхем (кристаллы) используют сверхчистые материалы, классами частоты «от 6 девяток и выше». Класс чистоты As 7N (мышьяк, кто не знает) означает что в веществе содержится 99,99999% мышьяка, всё остальное примеси. 7 nines или 7 девяток =)

Естественно, чтобы изготовить и сохранить такую чистоту (а у нее всегда есть срок годности) — огромный гемморой. А в лаборатории упаковку открывают на воздухе руками, стараясь ее аккуратно выдавить в емкость тигеля (типа горшка для плавки). Кстати, сверхчистый алюминий дороже золота ;D
В общем, я изучил.

Честно говоря, какой-то сомнительный труд. Во-первых, непонятно для кого он. Если для обывателя, то про микроскоп вообще почти не говорят (хотя было бы логичнее сослаться на какой-нибудь простой учебник для начала. Ссылки что там есть или биты, или архисложны для понимания), а на DIY для людей в теме так это точно не тянет, так как в первую очередь примера сделанного микроскопа, а данные указанные на сайте, я думаю, делались на заводских СЗМ.

Да и ряд конструктивных решений меня смущает, например форма микроскопа и грубая позиционировка на микровинтах, которые параллельны друг другу (!). Или форма пьезоэлементов. Обычно используют один тонкотрубчатый пьезоэлемент, которым управляют в зависимости от приложения токов на накладки, наклеенные по его внешней поверхности. В общем, непонятно откуда они взяли такое воплощение микроскопа, я такого еще не видел.

За гранью добра остается еще вопрос о приборной погрешности, технике безопасности, методе крепления зонда и так далее. Тем не менее, я извлек для себя полезные сведния о домашнем создании кантилеверов и имитации антивибрационного столика, но в целом незачет.

Может я не из того поколения, но что-то никак не могу себе представить откушенную проволку, которая была бы тонкой в двух измерениях, как игла, а не в одном, как крошечноелезвие.
Разумеется это влияет на ее использование в роли кантилевера.
Прочитал еще раз и осознал, что написал кривовато. Объясню чуть подробнее:

Именно из-за наличия дифракционного предела (другими словами, это свойство света) мы не можем сфокусировать свет в пятнышко любого размера. Минимальный размер пятнышка света зависит от длины волны и показателя преломления среды, где происходит процесс. Если мы берем длину волны зеленого света (530 нм) и воздух (показатель преломления равен 1), то получается, что мы не можем получить пятнышко менее, чем 275 нм. Никак. Это чисто физическое ограничение и оно никак не связано с техникой.

Тем не менее, это можно обойти хитрыми путями, о чем я напишу в следующих постах, когда мы будем разбирать РЭм, ПЭМ и ближнепольную оптическую микроскопию.
Почему нельзя добиться резонанса в бассейне?
Я не утверждал что я ее прочитал. Просто ознакомился.

К сожалению, вы не позаботились о том, чтобы ее прочтение было доступным для читателя. Тем не менее, я не получил ответов на свои простые вопросы, ни в виде конкретных ссылок, ни ответами в комментариях. Вы постоянно вдаетесь в технические подробности, как будто прикрываетесь ими.

Свое дальнейшее участие в обсуждении я считаю бесмысленным. =)

Не совсем так =)

Если вы имеете в виду инженерную сторону фокусировки — то вы сильно ошибаетесь.

Основная принципиальная проблема в развитии «бытовых» световых микроскопов — существование дифракционного предела.

Именно из-за него мы не можем увидеть объекты ниже чем определенная длина, ограниченная природой света. Так что дело не в техническом ограничении, а в приниципально физическом.
Охохо. А вы уверены, что вам нужна именна такая острота?

К сожалению, я пока не знаю, как сделать кантилевер в домашних условиях, да и создание кантилеверов — это область где мои знания пока совсем-совсем базовые. Тем не менее, я попытаюсь вам помочь. =)

Вон в предыдущих комментариях говорят, что можно самому собрать дома СТМ, что для меня было уже открытием. Может и кантилевер более или менее адекватный можно сделать домашним методом Чохральского.
Про потери — в статье про это детально написано. Прежде чем комментировать, все же лучше прочитать (хотя бы сделать поиск по слову «потери»).


Кстати, обращаю ваше внимание, что я просмотрел статью по поиску слова «потери».

Я так и не увидел ответа, почему энергия, загруженная в землю в виде электричества не будет переходит в другие типы энергии (я их перечислял выше).

В статье вы просто рассказали про электротехнические потери, возникающие в проводниках, в т.ч. в длинных линиях. Это знакомо всем, кто знаком с элетротехникой.

Я считаю, что основная невозможность всей вашей модели заключается в том, что вы просто забыли, что модель никогда не отражает на 100% действительность. И энергия ВСЕГДА будет переходить в другие типы. В планетарных масштабах это критично.
Таким образом, я предполагаю, что если вы нигде не ошиблись в математике и физ. моделях — эксперимент может получиться в локальном масштабе. Если нет — то вы Петрик ;)
А пока вы с братом просто заблудшие ученые.
Про потери — в статье про это детально написано. Прежде чем комментировать, все же лучше прочитать (хотя бы сделать поиск по слову «потери»).
Энергия извлекается резонансно-связанными контурами — см. раздел «КПД передачи».


Бегло ознакомился. Если коротко, то как запихали энергию — также и сняли. Допустим, спорить не буду.

Нет не можем, физика процесса совсем другая.

Вы можете поделиться ссылкой или ответить на вопрос, в чем приниципиальное отличие физики процесса от резервуара планетарного масштаба (Земля) и «локального» контейнера (бассейн с землей). Это зависит от размеров бассейна? От качественного состава земли?
(как я понимаю, «незапланированное» излучение от земли в атмосферу легко и само собой нивелируется отражение от ионосферы, энергия возвращается обратно в длинную линию, поэтому это не должно влиять на «домашний» эксперимент, что тоже мне кажется сомнительным, но в рамках вашей модели я спорить не буду.)

Я просто хочу увидеть наглядную и работающую демонстрацию эффекта вкачивания энергии в земли и ее изъятие оттуда. Или внятное и простое объясние, почему это возможно только в планетарном масштабе. Пока мне не очень важно, как это делается, контурами, длинными линиями, низкочастотными модами и пр.

Насчет экономической точки зрения: можем ее даже не брать в счет, но если исследование или эксперимент не несет практического смысла и измеримой полезности — это отстой ;)
Пока я всё это расцениваю как попытки доказать великую теорему Ферма более коротким спобосом. Какой в этом толк, если она уже доказана, пусть доказательство занимает сотни листов?

Атомно-силовая микроскопия (АСМ) появилась позже, как естественная эволюция СТМ. Как вы могли понять из заключения статьи, следующий пост будет про нее.

А к растровой-элетронной микроскопии (или проникающей, РЭМ и ПЭМ соответственно) у меня душа как-то не лежит ;) я о них тоже напишу, но эти технологии требуют объяснения, почему мы используем электроны вместо фотонов, что предполагает несколько более глубокое погружение в тему исследования микромира.
Да я такте вещи «на веру» пока беру. Пусть хотя бы на элементарные вопросы дадут ответ.
Пойдем от простого к сложному.

Information

Rating
Does not participate
Location
Москва, Москва и Московская обл., Россия
Date of birth
Registered
Activity