Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
DFM-изображение молекул диимида нафталинтетракарбоновой кислоты на серебре, взаимодействующих посредством водородных связей (77 K). Размер изображения 2 × 2 нм. На нижнем изображении показана модель атома (цвета: серый, углерод; белый, водород; красный, кислород; синий, азот). [1]

Бесконтактная атомно-силовая микроскопия ( nc-AFM ), также известная как динамическая силовая микроскопия ( DFM ), представляет собой режим атомно-силовой микроскопии , которая сама по себе является разновидностью сканирующей зондовой микроскопии . В nc-AFM острый зонд перемещается близко (порядка Ангстремов ) к исследуемой поверхности, затем зонд сканируется в растровом формате по всей поверхности, а затем создается изображение на основе силовых взаимодействий во время сканирования. Зонд подключается к резонатору, обычно это кремниевый кантилевер или кварцевый резонатор . Во время измерений датчик приводится в движениетак что он колеблется. Силовые взаимодействия измеряются либо путем измерения изменения амплитуды колебаний на постоянной частоте сразу после резонанса (амплитудная модуляция), либо путем измерения изменения резонансной частоты непосредственно с использованием цепи обратной связи (обычно петли фазовой автоподстройки частоты ), чтобы всегда приводить в движение. датчик на резонансе (частотная модуляция).

Режимы работы [ править ]

Два наиболее распространенных режима работы NC-AFM, частотная модуляция (FM) и амплитудная модуляция (AM), описаны ниже.

Частотная модуляция [ править ]

Схематическое изображение примерной установки FM-AFM с использованием кремниевого кантилевера в сверхвысоком вакууме и ФАПЧ для определения фазы и генерации сигнала возбуждения. Очень маленький наконечник устанавливается на колеблющийся кантилевер (1), который находится вблизи образца (в этом случае кантилевер находится под образцом). Колебания кантилевера изменяются при взаимодействии иглы с образцом и регистрируются лазерным лучом (2), сфокусированным на задней части кантилевера. Отраженный луч проходит через зеркала к позиционно-чувствительному детектору (PSD) (3). Сигнал СПМ усиливается предварительным усилителем. Регулятор амплитуды (4) измеряет амплитуду A этого сигнала, а контур обратной связи сравнивает ее с уставкой и определяет усиление (диссипацию Γ) сигнала возбуждения (6) для кантилевера, который подается на встряхивающий пьезо.Для измерения текущей резонансной частоты используется фазовая автоподстройка частоты (ФАПЧ) (5). Его управляемый напряжением генератор (VCO) выдает сигнал возбуждения (6) для кантилевера. Обнаруженный сдвиг частоты ∆f передается в другой контур обратной связи (7), который поддерживает постоянный сдвиг частоты, изменяя расстояние между зондом и поверхностью (положение z), изменяя напряжение, подаваемое на пьезотрубку.[2]

Атомно-силовая микроскопия с частотной модуляцией, представленная Альбрехтом, Грюттером, Хорном и Ругаром в 1991 году [3], представляет собой режим nc-AFM, в котором изменение резонансной частоты датчика отслеживается напрямую, всегда возбуждая датчик в резонансе . Чтобы поддерживать возбуждение при резонансе, электроника должна поддерживать разность фаз 90 ° между возбуждением и откликом датчика. Это выполняется либо путем управления датчиком со сдвигом фазы сигнала отклонения на 90 °, либо с помощью усовершенствованного контура фазовой автоподстройки частоты, который может синхронизироваться с определенной фазой. [4] микроскоп может затем использовать изменение резонансной частоты ( е) в качестве опорного канала SPM, либо в режиме обратной связи, или это может быть записано непосредственно в режиме постоянной высоты .

Во время записи частотно-модулированных изображений обычно используется дополнительный контур обратной связи, чтобы поддерживать постоянную амплитуду резонанса путем регулировки амплитуды возбуждения. Путем записи амплитуды возбуждения во время сканирования (обычно называемого демпфирующим каналом, поскольку потребность в более высокой амплитуде возбуждения соответствует большему демпфированию в системе) записывается дополнительное изображение, показывающее только неконсервативные силы. Это позволяет разделить консервативные и неконсервативные силы в эксперименте.

Амплитудная модуляция [ править ]

Изменение резонансной частоты датчика AFM, выведенное из резонанса (режим амплитудной модуляции), вызывает изменение амплитуды.

Амплитудная модуляция была одним из первоначальных режимов работы, представленных Биннигом и Куэтом в их основополагающей статье АСМ 1986 года [5], в этом режиме датчик возбуждается вне резонанса. Возбуждая датчик чуть выше его резонансной частоты, можно обнаруживать силы, которые изменяют резонансную частоту, отслеживая амплитуду колебаний. Сила притяжения на датчике вызывает уменьшение резонансной частоты датчика, таким образом, частота возбуждения находится дальше от резонанса, и амплитуда уменьшается, для силы отталкивания верно противоположное. Микроскопы управляющая электроника может затем использовать амплитуду в качестве опорного канала СПМ, либо в режиме обратной связи , или он может быть записан непосредственно в режиме постоянной высоты .

Амплитудная модуляция может потерпеть неудачу, если неконсервативные силы (демпфирование) изменяются во время эксперимента, поскольку это изменяет амплитуду самого резонансного пика, что будет интерпретироваться как изменение резонансной частоты. [ необходима цитата ] Другая потенциальная проблема с амплитудной модуляцией заключается в том, что внезапное изменение силы отталкивания (меньшего притяжения) может сместить резонанс за пределы частоты возбуждения, заставляя его снова уменьшаться. В режиме постоянной высоты это просто приведет к артефакту изображения, но в режиме обратной связи обратная связь будет воспринимать это как более сильную силу притяжения, вызывая положительную обратную связь до тех пор, пока обратная связь не станет насыщенной.

Преимущество амплитудной модуляции состоит в том, что существует только один контур обратной связи (контур обратной связи по топографии) по сравнению с тремя при частотной модуляции (контур фаза / частота, контур амплитуды и контур топографии), что значительно упрощает работу и реализацию. Однако амплитудная модуляция редко используется в вакууме, поскольку добротность датчика обычно настолько высока, что датчик колеблется много раз, прежде чем амплитуда установится на свое новое значение, что замедляет работу.

Датчики [ править ]

Кремниевый микрокантилевер [ править ]

Кремниевые микрокантилеверы используются как для контактной АСМ, так и для нк-АСМ. Кремниевые микрокантилеверы изготавливаются путем травления из нитрида кремния небольших (~ 100 × 10 × 1 мкм) прямоугольных, треугольных или V-образных кантилеверов . Первоначально они производились без встроенных наконечников, и на них приходилось напылять металлические наконечники [6], позже был найден метод интеграции наконечников в процесс изготовления кантилевера. [7]

Кантилеверы nc-AFM, как правило, имеют более высокую жесткость , ~ 40 Н / м, и резонансную частоту, ~ 200 кГц, чем кантилеверы контактных AFM (с жесткостью ~ 0,2 Н / м и резонансными частотами ~ 15 кГц). Причина более высокой жесткости заключается в том, что зонд не защелкивается для контакта с поверхностью из-за сил Ван-дер-Ваальса . [8]

Наконечники из кремниевых микрокантилеверов могут иметь покрытие для определенных целей, например, ферромагнитное покрытие для использования в качестве магнитного силового микроскопа . Путем легирования кремния датчик можно сделать проводящим, чтобы обеспечить одновременную работу в сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) и nc-AFM. [9]

qPlus sensor [ править ]

Схема датчика qPlus. Красные и синие области представляют собой два золотых электрода на кварцевом камертоне (светло-желтые).

Датчик qPlus используется во многих сверхвысоковакуумных АСМ с ЧПУ. Изначально датчик был сделан из кварцевого камертона наручных часов. В отличие от кварцевого датчика с камертонной вилкой, который состоит из двух связанных зубцов, которые колеблются друг напротив друга, датчик qPlus имеет только один колеблющийся зубец. Камертон приклеивается к держателю таким образом, что один зуб камертона остается неподвижным, а затем к свободному выступу приклеивается вольфрамовая проволока с протравленной острой вершиной. [10] Датчик был изобретен в 1996 году [11] физиком Францем Й. Гиссиблом . Сигнал отклонения АСМ создается пьезоэлектрическим эффектом., и его можно прочитать с двух электродов на камертоне.

Поскольку проволока с вольфрамовым наконечником является проводящей, датчик можно использовать для комбинированного режима STM / NC-AFM. Наконечник может быть электрически подсоединен к одному из электродов камертона или к отдельной тонкой (диаметром ~ 30 мкм) золотой проволоке. [12] Преимущество отдельного провода заключается в том, что он может уменьшить перекрестные помехи между туннельным током и каналами отклонения, однако провод будет иметь собственный резонанс, который может повлиять на резонансные свойства датчика. Новые версии датчика qPlus с одним или несколькими интегрированными сервисными электродами, предложенные в [13] и реализованные в [14], решают эту проблему. Реакция Бергманабыл недавно получен группой IBM в Цюрихе с использованием такого датчика qPlus со встроенным электрокардиостимулятором STM. [15]

Датчик имеет гораздо более высокую жесткость, чем кремниевые микрокантилеверы, ~ 1800 Н / м [16] (размещение наконечника дальше вниз по стойке может привести к более высокой жесткости - ~ 2600 Н / м [17] ). Эта более высокая жесткость допускает более высокие усилия, прежде чем защелкнется нестабильность контакта. Резонансная частота датчика qPlus обычно ниже, чем у кремниевого микрокантилевера, ~ 25 кГц (камертоны часов имеют резонансную частоту 32 768 кГц до размещения наконечника). Несколько факторов (в частности, шум детектора и собственная частота) влияют на скорость работы. [18] Датчики qPlus с длинными проволочными наконечниками, которые приближаются к длине датчика, показывают движение вершины, которое больше не перпендикулярно поверхности, таким образом исследуя силы в другом направлении, чем ожидалось.[19]

Другие датчики [ править ]

До разработки кремниевого микрокантилевера в качестве датчиков АСМ использовались золотая фольга [5] или вольфрамовая проволока [20] . Был использован ряд конструкций кварцевых резонаторов [21] [22], самой известной из которых является вышеупомянутый датчик qPlus. Новой разработкой, привлекающей внимание, является датчик KolibriSensor [23], в котором используется протяженный кварцевый резонатор с очень высокой резонансной частотой (~ 1 МГц), обеспечивающий очень быструю работу.

Измерения силы [ править ]

Силовая спектроскопия [ править ]

Силовая спектроскопия - это метод измерения сил между зондом и образцом. В этом методе контур топографической обратной связи отключается, и наконечник наклоняется к поверхности, а затем обратно. Во время линейного изменения амплитуда или сдвиг частоты (в зависимости от режима работы) записываются, чтобы показать силу взаимодействия на разных расстояниях. Силовая спектроскопия первоначально выполнялась в режиме амплитудной модуляции [24], но теперь чаще выполняется в режиме частотной модуляции. Сила не измеряется непосредственно во время измерения спектроскопией, вместо этого измеряется сдвиг частоты, который затем должен быть преобразован в силу. Сдвиг частоты можно рассчитать [8] следующим образом:

где это колебание кончика от своего положения равновесия, и есть , и резонансная частота датчиков жесткости, а амплитуда колебаний. Угловые скобки представляют собой среднее значение одного колебательного цикла. Однако превратить сдвиг частоты меры в силу, которая необходима при реальном эксперименте, намного сложнее. Для этого преобразования обычно используются два метода: метод Садера-Джарвиса [25] и матричный метод Гиссибла. [26]

Для измерения химических сил влияние дальнодействующих сил Ван-дер-Ваальса необходимо вычесть из данных о частотном сдвиге. Первоначально это было сделано путем подгонки степенного закона к длинному «хвосту» спектра (когда острие находится далеко от поверхности) и экстраполяции его на короткодействующее взаимодействие (острие близко к поверхности). Этот фитинг, однако, очень чувствителен к выбору отсечки между дальним и ближним действиями, что приводит к сомнительной точности. Обычно наиболее подходящим методом является выполнение двух спектроскопических измерений, одно над любой исследуемой молекулой, а второе над нижней частью чистой поверхности, а затем вычитание второго из первого. Этот метод не применим к исследуемым элементам на плоской поверхности, поскольку нижняя часть может отсутствовать.

Сеточная спектроскопия [ править ]

Сеточная спектроскопия - это расширение силовой спектроскопии, описанной выше. В сеточной спектроскопии несколько спектров сил снимаются в сетке над поверхностью, чтобы построить трехмерную карту сил над поверхностью. Эти эксперименты могут занимать значительное время, часто более 24 часов, поэтому микроскоп обычно охлаждают жидким гелием или для коррекции дрейфа используется метод отслеживания атомов. [27]

Измерения боковой силы [ править ]

Можно выполнять измерения поперечной силы с помощью зонда nc-AFM, колеблющегося перпендикулярно исследуемой поверхности. [28] В этом методе используется аналогичный метод силовой спектроскопии, за исключением того, что наконечник перемещается параллельно поверхности во время регистрации сдвига частоты, это повторяется на нескольких высотах над поверхностью, начиная от поверхности и приближаясь. После любого изменения поверхности, например, перемещения атома по поверхности, эксперимент останавливается. Остается двумерная сетка измеренных частотных сдвигов. Используя соответствующий расчет силовой спектроскопии, каждый из векторов вертикального сдвига частоты может быть преобразован в вектор сил по оси z.-направление, таким образом создавая двумерную сетку расчетных сил. Эти силы могут быть интегрированы по вертикали для создания двухмерной карты потенциала. Затем можно дифференцировать потенциал по горизонтали для расчета боковых сил. Поскольку этот метод основан на сложной математической обработке, в которой каждое состояние предполагает вертикальное движение наконечника, критически важно, чтобы датчик не располагался под углом и чтобы длина наконечника была очень короткой по сравнению с длиной датчика. [19] Прямое измерение поперечных сил возможно с помощью крутильного режима с кремниевым кантилевером [29] или путем ориентации датчика так, чтобы он колебался параллельно поверхности. [30]Используя последний метод, Weymouth et al. измерили крошечное взаимодействие двух молекул CO, а также боковую жесткость наконечника с CO-концом. [31]

Субмолекулярная визуализация [ править ]

Иллюстрация взаимодействия между наконечником АСМ с концевой заделкой CO и образцом. (1) Наконечник находится далеко от красного адатома и не изгибается. (2) Когда острие приближается к адатому, взаимодействие вызывает изгиб молекулы CO, влияя на качество достижимого топографического изображения.

Субмолекулярное разрешение может быть достигнуто в режиме постоянной высоты. В этом случае критически важно работать с кантилевером при малых, даже суб-Ангстремовских амплитудах колебаний. В этом случае частотный сдвиг не зависит от амплитуды и наиболее чувствителен к короткодействующим силам [32], что, возможно, дает контраст атомного масштаба в пределах короткого расстояния между зондом и образцом. Требование малой амплитуды выполняется датчиком qplus. Кантилеверы на основе датчиков qplus намного жестче обычных силиконовых кантилеверов, что позволяет стабильно работать в режиме отрицательной силы без нестабильности. [33] Дополнительным преимуществом жесткого кантилевера является возможность измерения туннельного тока СТМ во время проведения эксперимента АСМ, таким образом обеспечивая дополнительные данные для изображений АСМ. [16]

Чтобы повысить разрешение до действительно атомного масштаба, вершина кончика кантилевера может быть функционализирована атомом или молекулой хорошо известной структуры и подходящих характеристик. Функционализация наконечника осуществляется путем захвата выбранной частицы до конца вершины наконечника. Было показано, что молекула CO является отличным вариантом для функционализации наконечника [34], но также были изучены другие возможности, такие как атомы Xe. Было показано, что реактивные атомы и молекулы, такие как галогены Br и Cl или металлы, не так хорошо подходят для целей визуализации. [35]С инертным наконечником наконечника можно приблизиться к образцу при все еще стабильных условиях, в то время как реактивный наконечник имеет больше шансов случайно переместиться или захватить атом из образца. Атомный контраст достигается в области силы отталкивания близко к образцу, где частотный сдвиг обычно приписывается отталкиванию Паули из-за перекрытия волновых функций между иглой и образцом. [34] [36] [37] Взаимодействие Ван-дер-Ваальса, с другой стороны, просто добавляет диффузный фон к общей силе.

Во время улавливания молекула CO ориентируется так, что атом углерода прикрепляется к металлическому наконечнику зонда. [38] [39] Молекула CO, благодаря своей линейной структуре, может изгибаться, испытывая при сканировании различные силы, как показано на рисунке. Этот изгиб, по-видимому, является основной причиной улучшения контраста [34] [36], хотя он не является общим требованием для атомного разрешения для различных концов наконечника, таких как один атом кислорода, который демонстрирует незначительный изгиб. [40] Кроме того, изгиб молекулы CO добавляет свой вклад к изображениям, что может вызвать подобные связи элементы в местах, где нет связей. [36] [41] Таким образом, следует быть осторожным при интерпретации физического смысла изображения, полученного с помощью молекулы изгибающегося кончика, такой как CO.

Заметные результаты [ править ]

NC-AFM была первой формой AFM для получения изображений с истинным атомным разрешением, а не усреднения по множеству контактов, как на нереактивных, так и на реактивных поверхностях. [32] nc-AFM была первой формой микроскопии, которая позволила получить изображения с субатомным разрешением, сначала на атомах острия [42], а затем на отдельных адатомах железа на меди. [43] NC-AFM был первым методом прямого изображения химических связей в реальном пространстве, см. Изображение на вставке. Это разрешение было достигнуто путем захвата одной молекулы CO на вершине наконечника. nc-AFM был использован для исследования силового взаимодействия между одиночной парой молекул. [44]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Sweetman, AM; Джарвис, ИП; Пел, Хунцянь; Леккас, I .; Rahe, P .; Ван, Ю; Ван, Цзяньбо; Champness, NR; Канторович, Л .; Мориарти, П. (2014). «Отображение силового поля сборки с водородной связью» . Nature Communications . 5 : 3931. Bibcode : 2014NatCo ... 5.3931S . DOI : 10.1038 / ncomms4931 . PMC  4050271 . PMID  24875276 .
  2. ^ Клинг, Феликс (2016). Диффузия и структурообразование молекул на кальците (104) (PhD). Johannes Gutenberg-Universität Mainz.
  3. ^ Альбрехт, TR; Grütter, P .; Horne, D .; Ругар, Д. (1991). «Обнаружение частотной модуляции с использованием кантилеверов с высокой добротностью для повышения чувствительности силового микроскопа». Журнал прикладной физики . 69 (2): 668. Bibcode : 1991JAP .... 69..668A . DOI : 10.1063 / 1.347347 . ISSN 0021-8979 . 
  4. ^ Нони, Лоран; Баратов, Алексис; Шер, Доминик; Пфайффер, Оливер; Ветцель, Адриан; Мейер, Эрнст (2006). «Имитатор бесконтактной атомно-силовой микроскопии с обнаружением и возбуждением частоты, управляемой ФАПЧ». Physical Review B . 74 (23): 235439. arXiv : Physics / 0701343 . Bibcode : 2006PhRvB..74w5439N . DOI : 10.1103 / PhysRevB.74.235439 . ISSN 1098-0121 . S2CID 39709645 .  
  5. ^ a b Binnig, G .; Quate, CF; Гербер, C (1986). «Атомно-силовой микроскоп» . Письма с физическим обзором . 56 (9): 930–933. Bibcode : 1986PhRvL..56..930B . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.56.930 . ISSN 0031-9007 . PMID 10033323 .  
  6. ^ Акамине, S .; Барретт, Р. Quate, CF (1990). «Улучшенные изображения атомно-силового микроскопа с использованием микрокантилеверов с острыми наконечниками» Письма по прикладной физике . 57 (3): 316. Bibcode : 1990ApPhL..57..316A . DOI : 10.1063 / 1.103677 .
  7. Перейти ↑ Albrecht, TR (1990). «Микро-изготовление кантилеверных щупов для атомно-силового микроскопа». Журнал вакуумной науки и техники А . 8 (4): 3386–3396. DOI : 10.1116 / 1.576520 .
  8. ^ а б Гиссибль, Франц (1997). «Силы и частотные сдвиги в динамической силовой микроскопии с атомным разрешением» . Physical Review B . 56 (24): 16010–16015. Bibcode : 1997PhRvB..5616010G . DOI : 10.1103 / PhysRevB.56.16010 .
  9. ^ Giessibl, FJ; Трафас, BM (1994). «Пьезорезистивные кантилеверы для сканирующих туннельных и сканирующих силовых микроскопов в сверхвысоком вакууме». Обзор научных инструментов . 65 (6): 1923. Bibcode : 1994RScI ... 65.1923G . DOI : 10.1063 / 1.1145232 .
  10. ^ Giessibl, Franz J. (1998). «Высокоскоростной датчик силы для силовой микроскопии и профилометрии с кварцевым камертоном» (PDF) . Письма по прикладной физике . 73 (26): 3956–3958. Bibcode : 1998ApPhL..73.3956G . DOI : 10.1063 / 1.122948 .
  11. ^ Гиссибль, Франц Дж. "Vorrichtung zum beruehrungslosen Abtasten einer Oberflaeche und Verfahren dafuer". Немецкий патент DE 19633546, 20 августа 1996, Опубликовано 26 февраля 1998 .
  12. ^ Majzik, Жолт; Сетвин, Мартин; Беттак, Андреас; Фельц, Альбрехт; Чаб, Владимир; Елинек, Павел (2012). «Одновременные измерения тока, силы и диссипации на поверхности Si (111) 7 × 7 с использованием оптимизированного метода qPlus AFM / STM» . Журнал нанотехнологий Бейльштейна . 3 : 249–259. DOI : 10.3762 / bjnano.3.28 . PMC 3323914 . PMID 22496998 .  
  13. ^ Giessibl, Franz J. «Датчик для бесконтактного профилирования поверхности» Патент США 8,393,009 , дата приоритета 23 ноября 2010, выпущенный 5 марта 2013
  14. ^ Гиссибл, Франц Дж. «Датчик qPlus, мощное ядро ​​для атомно-силового микроскопа» Rev. Sci. Instrum. 90, 011101, 2019 г. https://doi.org/10.1063/1.5052264
  15. ^ https://www.youtube.com/watch?v=OOkbt16M3Mg
  16. ^ a b Гиссибль, Франц Дж. (2000). «Атомное разрешение на Si (111) - (7 × 7) с помощью бесконтактной атомно-силовой микроскопии с датчиком силы на основе кварцевого камертона» (PDF) . Письма по прикладной физике . 76 (11): 1470–1472. Bibcode : 2000ApPhL..76.1470G . DOI : 10.1063 / 1.126067 .
  17. ^ Sweetman, A .; Jarvis, S .; Danza, R .; Bamidele, J .; Канторович, Л .; Мориарти, П. (2011). «Манипулирование Si (100) при 5 К с использованием атомно-силовой микроскопии с частотной модуляцией qPlus: роль дефектов и динамики в механическом переключении атомов». Physical Review B . 84 (8): 085426. Bibcode : 2011PhRvB..84h5426S . DOI : 10.1103 / PhysRevB.84.085426 .
  18. ^ Гиссибль, Франц; Пильмайер, Флориан; Эгути, Тоёаки; Ан, Тошио; Хасэгава, Юкио (2013). «Сравнение датчиков силы для атомно-силовой микроскопии на основе кварцевых камертонов и продольно-растянутых резонаторов». Physical Review B . 84 (12): 125409. arXiv : 1104.2987 . Bibcode : 2011PhRvB..84l5409G . DOI : 10.1103 / PhysRevB.84.125409 . S2CID 22025299 . 
  19. ^ a b Стирлинг, Джулиан; Шоу, Гордон А (2013). «Расчет влияния геометрии наконечника на бесконтактную атомно-силовую микроскопию с использованием датчика qPlus» . Журнал нанотехнологий Бейльштейна . 4 : 10–19. DOI : 10.3762 / bjnano.4.2 . PMC 3566854 . PMID 23400392 .  
  20. ^ Мейер, Герхард; Амер, Набиль М. (1988). «Новый оптический подход к атомно-силовой микроскопии». Письма по прикладной физике . 53 (12): 1045. Bibcode : 1988ApPhL..53.1045M . DOI : 10.1063 / 1.100061 .
  21. ^ Bartzke, K .; Antrack, T .; Schmidt, KH; Dammann, E .; Schatterny, CH (1993). «Игольчатый датчик микромеханический детектор для атомно-силовой микроскопии». Международный журнал оптоэлектроники . 8 (5/6): 669.
  22. ^ Heyde, M .; Кулавик, М .; Rust, H.-P .; Freund, H.-J. (2004). «Двойной кварцевый камертонный датчик для низкотемпературной атомно-силовой и сканирующей туннельной микроскопии». Обзор научных инструментов . 75 (7) : 2446. Bibcode : 2004RScI ... 75.2446H . DOI : 10.1063 / 1.1765753 .
  23. ^ Торбрюгге, Стефан; Шафф, Оливер; Рихен, Йорг (2010). «Применение KolibriSensor для комбинированной сканирующей туннельной микроскопии с атомным разрешением и получения изображений бесконтактной атомно-силовой микроскопии». Журнал вакуумной науки и техники В . 28 (3): C4E12. DOI : 10.1116 / 1.3430544 .
  24. ^ Джарвис, SP; Yamada, H .; Ямамото, S.-I .; Tokumoto, H .; Петика, Дж. Б. (1996). «Прямое механическое измерение межатомных потенциалов». Природа . 384 (6606): 247–249. Bibcode : 1996Natur.384..247J . DOI : 10.1038 / 384247a0 . S2CID 44480752 . 
  25. ^ Сэдер, Джон Э .; Джарвис, Сюзанна П. (2004). «Точные формулы для силы взаимодействия и энергии в спектроскопии силы частотной модуляции». Письма по прикладной физике . 84 (10): 1801. Bibcode : 2004ApPhL..84.1801S . DOI : 10.1063 / 1.1667267 .
  26. ^ Giessibl, FJ (2001). «Прямой метод расчета сил зонд – образец по частотным сдвигам в атомно-силовой микроскопии с частотной модуляцией» (PDF) . Письма по прикладной физике . 78 (1): 123–125. Bibcode : 2001ApPhL..78..123G . DOI : 10.1063 / 1.1335546 .
  27. ^ Рахе, Филипп; Шютте, Йенс; Шнидерберенд, Вернер; Райхлинг, Майкл; Абэ, Масаюки; Сугимото, Ёсиаки; Кюнле, Анжелика (2011). «Гибкая система компенсации дрейфа для точного трехмерного картирования сил в тяжелых условиях дрейфа» . Обзор научных инструментов . 82 (6): 063704. Bibcode : 2011RScI ... 82f3704R . DOI : 10.1063 / 1.3600453 . PMID 21721699 . 
  28. ^ Ternes, M .; Лутц, КП; Hirjibehedin, CF; Giessibl, FJ; Генрих, AJ (2008). «Сила, необходимая для перемещения атома по поверхности» (PDF) . Наука . 319 (5866): 1066–1069. Bibcode : 2008Sci ... 319.1066T . DOI : 10.1126 / science.1150288 . PMID 18292336 . S2CID 451375 .   
  29. ^ Pfeiffer, O .; Бенневиц, РП; Баратов, А .; Meyer, E .; Grütter, PJ (2002). «Измерения боковых сил в динамической силовой микроскопии». Physical Review B . 65 (16): 161403 (R). Bibcode : 2002PhRvB..65p1403P . DOI : 10.1103 / Physrevb.65.161403 .
  30. ^ Giessibl, FJ; Герц, депутат; Маннхарт, Дж. (2002). «Трение до единственного атома» . PNAS . 99 (16): 12006–10. Bibcode : 2002PNAS ... 9912006G . DOI : 10.1073 / pnas.182160599 . PMC 129388 . PMID 12198180 .  
  31. ^ Уэймут, AJ; Hofmann, T .; Гиссибл, FJ (2014). «Количественная оценка молекулярной жесткости и взаимодействия с помощью микроскопии боковых сил» (PDF) . Наука . 343 (6175): 1120–2. Bibcode : 2014Sci ... 343.1120W . DOI : 10.1126 / science.1249502 . PMID 24505131 . S2CID 43915098 .   
  32. ^ a b Гиссибль, Франц Дж. (2003). «Успехи атомно-силовой микроскопии». Обзоры современной физики . 75 (3): 949–983. arXiv : cond-mat / 0305119 . Bibcode : 2003RvMP ... 75..949G . DOI : 10.1103 / RevModPhys.75.949 . S2CID 18924292 . 
  33. ^ Сварт, Ингмар; Гросс, Лев; Лилиерот, Питер (2011). "Химия и физика одиночных молекул, исследованные с помощью низкотемпературной сканирующей зондовой микроскопии". ХимИнформ . 42 (45): 9011–9023. DOI : 10.1002 / chin.201145278 . ISSN 0931-7597 . PMID 21584325 .  
  34. ^ a b c Gross, L .; Mohn, F .; Moll, N .; Liljeroth, P .; Мейер, Г. (2009). «Химическая структура молекулы, разрешенная с помощью атомно-силовой микроскопии». Наука . 325 (5944): 1110–1114. Bibcode : 2009Sci ... 325.1110G . DOI : 10.1126 / science.1176210 . PMID 19713523 . S2CID 9346745 .  
  35. ^ Мон, Фабиан; Шулер, Бруно; Гросс, Лев; Мейер, Герхард (2013). «Различные наконечники для атомно-силовой микроскопии высокого разрешения и сканирующей туннельной микроскопии одиночных молекул». Письма по прикладной физике . 102 (7): 073109. DOI : 10,1063 / 1,4793200 . ISSN 0003-6951 . 
  36. ^ a b c Хапала, Прокоп; Кичин, Георгий; Вагнер, Кристиан; Тауц, Ф. Стефан; Темиров, Руслан; Елинек, Павел (19.08.2014). «Механизм получения изображений СТМ / АСМ высокого разрешения с функционализированными наконечниками». Physical Review B . 90 (8): 085421. arXiv : 1406.3562 . Bibcode : 2014PhRvB..90h5421H . DOI : 10.1103 / Physrevb.90.085421 . ISSN 1098-0121 . S2CID 53610973 .  
  37. ^ Молл, Николай; Гросс, Лев; Мон, Фабиан; Куриони, Алессандро; Мейер, Герхард (22 декабря 2010 г.). «Механизмы, лежащие в основе повышенного разрешения атомно-силовой микроскопии с функционализированными наконечниками» . Новый журнал физики . 12 (12): 125020. DOI : 10,1088 / 1367-2630 / 12/12/125020 . ISSN 1367-2630 . 
  38. ^ Ли, HJ (1999-11-26). "Формирование одинарной связи и характеристика с помощью сканирующего туннельного микроскопа". Наука . 286 (5445): 1719–1722. DOI : 10.1126 / science.286.5445.1719 . ISSN 0036-8075 . PMID 10576735 .  
  39. ^ Bartels, L .; Мейер, G .; Rieder, K.-H .; Velic, D .; Knoesel, E .; Хотцель, А .; Wolf, M .; Эртл, Г. (1998). «Динамика электронно-индуцированного манипулирования отдельными молекулами CO на Cu (111)». Письма с физическим обзором . 80 (9): 2004–2007. DOI : 10.1103 / physrevlett.80.2004 . ЛВП : 21,11116 / 0000-0006-C419-1 . ISSN 0031-9007 . 
  40. ^ Mönig, Гарри; Hermoso, Diego R .; Диас Арадо, Оскар; Тодорович, Милица; Тиммер, Александр; Шуер, Саймон; Лангевиш, Гернот; Перес, Рубен; Фукс, Харальд (2015). «Субмолекулярная визуализация с помощью бесконтактной атомно-силовой микроскопии с атомом кислорода, жестко соединенным с металлическим зондом». ACS Nano . 10 (1): 1201–1209. DOI : 10.1021 / acsnano.5b06513 . ISSN 1936-0851 . PMID 26605698 .  
  41. ^ Hämäläinen, Sampsa K .; ван дер Хейден, Надин; ван дер Лит, Йост; ден Хартог, Стефан; Лилиерот, Питер; Сварт, Ингмар (2014). «Межмолекулярный контраст в изображениях атомно-силовой микроскопии без межмолекулярных связей». Письма с физическим обзором . 113 (18): 186102. arXiv : 1410.1933 . Bibcode : 2014PhRvL.113r6102H . DOI : 10.1103 / physrevlett.113.186102 . ISSN 0031-9007 . PMID 25396382 . S2CID 8309018 .   
  42. ^ Giessibl, FJ; Hembacher, S .; Bielefeldt, H .; Маннхарт, Дж. (2000). «Субатомные особенности на поверхности кремния (111) - (7 × 7), наблюдаемые с помощью атомно-силовой микроскопии» (PDF) . Наука . 289 (5478): 422–426. Bibcode : 2000Sci ... 289..422G . DOI : 10.1126 / science.289.5478.422 . PMID 10903196 .  
  43. ^ Emmrich, M .; и другие. (2015). «Силовая микроскопия субатомного разрешения выявляет внутреннюю структуру и адсорбционные центры небольших кластеров железа». Наука . 348 (6232): 308–311. Bibcode : 2015Sci ... 348..308E . DOI : 10.1126 / science.aaa5329 . hdl : 10339/95969 . PMID 25791086 . S2CID 29910509 .  
  44. ^ Chiutu, C .; Свитмен, AM; Лакин, AJ; Stannard, A .; Jarvis, S .; Канторович, Л .; Dunn, JL; Мориарти, П. (2012). «Точная ориентация одиночной молекулы C_ {60} на кончике сканирующего зондового микроскопа». Письма с физическим обзором . 108 (26): 268302. Bibcode : 2012PhRvL.108z8302C . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.108.268302 . PMID 23005019 .