מאמר שיטה

מדידת קשיות כמוני יד מאובזרת AFM-הזחה

9.4K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/54706

⸱

22 בנובמבר 2016

1School of Energy, Materials and Chemical Engineering, KoreaTech, Korea University of Technology and Education

במאמר זה

סיכום

פרוטוקול ניסיוני זה מתאר כיצד ניתן להשתמש במיקרוסקופ כוח אטומי כדי למדוד קשיות בקנה מידה ננומטרי אמיתי ולזהות אירועי פלסטיות אטומיסטיים בודדים.

תקציר

בעבודה זו, שילוב של מיקרוסקופ כוח אטומי ללא מגע מאופנן משרעת וספקטרוסקופיה של כוח אטומי מיושם למדידות קשיות מכשירים על משטח Au(111) עם רזולוציה אטומיסטית של אירועי פלסטיות בודדים. מתואר הליך ניסיוני קפדני הכולל את בחירת חיישן הכוח, כיולו, כיול מערכת זיהוי הסטייה של השלוחה ומזעור הסחיפה האינסטרומנטלית למדידות מרחק כוח מדויקות וניתנות לשחזור. כמו כן, מוצגת שיטה לניתוח הנתונים המאפשרת חילוץ עקומות חדירת כוח מעקומות מרחק כוח מתועדות. עקומה טיפוסית מציגה משטר דפורמציה אלסטי ברור עד לאירוע הפלסטיות הראשון, או פופ-אין, עם אורך בטווח של אחד עד שניים של וקטורים של בורגר. אירועי פלסטיות מאוחרים יותר מציגים את אותו סדר גודל. עבודת הפלסטיות מופקת עוד יותר מהמדידות. לבסוף, הקשיות נקבעת בשילוב עם עקומת הכניסה באמצעות תמונות מיקרוסקופ כוח אטומי ללא מגע של השקעים הנותרים.

מבוא

במשך 150 השנים האחרונות נעשה שימוש בערכי קשיות כדי לאפיין את ההתנהגות המכנית של חומרים ולחזות את ביצועיהם בתנאי עומס שונים. קשיות החומר מתארת את עמידות פני השטח שלו בפני חדירה של כניסה קשה יותר. עבור חומרים מתכתיים, הקשיות מתייחסת לעמידות בפני זרימת פלסטיק.

למרות שהיישום של בדיקות קשיות הוכח כקל יחסית, התוצאות שהתקבלו היו מזמן אמפיריות למדי, מה שהופך אותן לבלתי מסוגלות לתאר את התכונות המהותיות של החומר הנחקר. האופי האמפירי של תוצאות בדיקת הקשיות היה תוצאה של השימוש בגיאומטריות פנימיות שונות, שלכל אחת מהן סולם קשיות מבוסס שונה. עם זאת, לכל סולמות הקשיות האמפיריים, כגון מבחן קשיות ברינל (HB) עבור כניסות כדוריות ומבחני קשיות Vickers (HV) ו-Knoop (HK) עבור סוגים שונים של פירמידות ארבע צדדיות, יש דבר אחד במשותף: מספר הקשיות נקבע מהיחס בין העומס המופעל לאזור המפותח של הכניסה שנותרה. בניסיון לקשר את קשיות המתכות לתכונות המכניות הבסיסיות שלהן, הקשיות הנמדדת עם כניסה כדורית הוגדרה כיחס בין העומס המופעל לשטח המוקרן של הכניסה שנותרה. ערך קשיות זה, הידוע גם בשם קשיות מאייר (H), שווה ללחץ המגע הממוצע ומתייחס ישירות לחוזק התפוקה של מתכות שאינן מתקשות בעבודה1.

בדיקת קשיות הוגבלה זה מכבר לסולם המאקרו, ובמקרה זה גדלי הכניסות נמדדו באמצעים אופטיים. הפיתוח של שקע מכשירים, שבו נרשמות עקומות תזוזה של כוח, הוכר כחלופה חשובה לקביעת קשיות החומר, אם כי גודל השקע שנותר עשוי להיות קטן מכדי שניתן יהיה לדמיין אותו במדויק. במקרה זה, השטח המוקרן של הכניסה מחושב מתזוזת הקצה על פי מה שנקרא פונקציית אזור כניסה2. בשל התפתחות זו, ניתוח העקמומיות של עקומות תזוזה של כוח ושל התרחשותם של אירועי פלסטיות מובהקים בצורת פופ-אין נמצא כיום בשימוש נרחב לחקר מנגנוני העיוות הפלסטי בקנה מידה מיקרומטרי, כגון באמצעות ננו-הזחה3.

מקובל היטב כי נשאי העיוות הפלסטי במתכות, כלומר נקעים, פועלים בקנה מידה ננומטרי. כדי להבין את אופני הפעולה שלהם ברמה האטומית, יש צורך בטכניקות ניסיוניות חדשות ברזולוציה אטומית. חקירות ראשוניות של אירועי פלסטיות אטומיסטית בממשקים בין אספריות בודדות בגודל ננומטר ומשטחי Au גבישיים בודדים בכיוונים שונים בוצעו על ידי מיקרוסקופ כוח בין-פני (IFM)4, 5. כניסת מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) יושמה כדי לצפות בגרעין ובגלישה של נקעים בודדים ב-KBr(100) גבישים בודדים6, Cu(100)7 ו-Au(111)8, 9. שם, נצפו אירועי פלסטיות אטומיסטית בצורת פופ-אין, עם אורכים בטווח של 1 Å. כניסת AFM שימשה גם למדידת הננו-קשיות והאלסטיות של ננו-אי זהב שגדל על נציץ10. בעבודה זו, נמצאה קשיות הננו קטנה מערך התפזורת ונצפתה כתלויה באופן ליניארי באזור השקעה. כמו כן, הוצע פרוטוקול מדידה מפורט לקביעת הקשיות של משטחים קשים, כגון קוורץ וסיליקון מותכים, על ידי כניסת AFM עם שלוחת ספיר11 עם קצה יהלום. בפרט, שיטה זו לוקחת בחשבון את האי-ליניאריות של גלאי הסטייה הרגישים לאור עבור סטייה שלוחה גדולה12. לאחרונה, הזחת AFM והדמיית AFM ללא מגע שולבו כדי לקבוע כמותית את הקשיות והמנגנונים הבסיסיים של עיוות פלסטי של משטח גבישי יחיד Pt(111) וזכוכית מתכתיתמבוססת Pt 13. עבור Pt(111), מנגנוני דפורמציה פלסטיים בקנה מידה ננומטרי נמצאו עקביים עם המנגנונים הבדידים שהוקמו עבור קני מידה גדולים יותר. יתר על כן, העיוות הפלסטי בקנה מידה ננומטרי של הזכוכית המתכתית נמצא לא בדיד, אלא רציף וממוקם מאוד סביב קצה השקע. תוצאות אלה חשפו מגבלת גודל נמוכה יותר עבור משקפיים מתכתיים, שמתחתיה מנגנוני טרנספורמציה של גזירה אינם מופעלים על ידי הזחה. כניסת AFM שימשה גם לקביעת ערכי הקשיות של דגימות ביולוגיות (כגון סיבי קולגן)14, פולימרים15 וגבישים קולואידיים16.

בעבודה הנוכחית מתואר הליך ניסיוני קפדני הכולל את בחירת חיישן הכוח, כיולו, כיול מערכת זיהוי הסטייה של השלוחה ומזעור הסחיפה האינסטרומנטלית למדידות מרחק כוח מדויקות וניתנות לשחזור. כמו כן, מוצגת שיטה לניתוח הנתונים המאפשרת חילוץ עקומות חדירת כוח מעקומות מרחק כוח מתועדות. תוצאות מייצגות נוספות מוצגות ונדונות לאור הממצאים האחרונים בתחום העיוות הפלסטי של נפחים קטנים.

לניסוי זה נעשה שימוש במיקרוסקופ כוח אטומי (AFM). אבן הפינה של AFM היא חיישן הכוח המיקרו-מיוצר שלו (בדרך כלל קרן שלוחה), עם קצה חד בקצה שהרדיוס שלו הוא בטווח של כמה ננומטרים. בתצורה הספציפית של המכשיר המשמש לניסוי זה, השלוחה מותקנת על סורק z פיזו-חשמלי, בעוד שהדגימה שתיחקר מותקנת על סורק x/y פיזו-חשמלי. במהלך הדמיית AFM, קצה חיישן הכוח נסרק מעל דגימה כדי לרשום כוחות אינטראקציה עם משטח הדגימה שגורמים לסטייה של השלוחה על פי חוק הוק. ניתן למדוד את הסטייה הסטטית או הדינמית של השלוחה באמצעות גלאי סטיית קרן אופטית, המורכב מדיודת לייזר, סט מראות ופוטודיודה הממירה את סטיית השלוחה למתח. במהלך ההדמיה, האות בפוטו-דיודה נשלט על ידי לולאת משוב כדי לשמור על כוחות האינטראקציה על פני הדגימה; התוצאה היא התאמות של מיקום סורק ה-Z, המוקלטות ומוצגות כתמונת טופוגרפיה.

התנאים המוקדמים לניסוי המתואר להלן הם שהסורקים הפיזו-חשמליים של מיקרוסקופ הכוח האטומי מכוילים היטב ושהמכשיר נשאר במעבדה ברמת טמפרטורה ולחות קבועה. הקורא צריך להיות מודע לכך שבהתאם למודל מיקרוסקופ הכוח האטומי, ייתכן שיהיה צורך לשנות חלק משלבי הליך הניסוי. בפרט, כל המדידות מבוצעות לאחר הגדרת טווחי הסורקים ל"קטנים"; פונקציה זו מאפשרת להפחית את טווח סורק ה-X/Y ל-5 x 5 מיקרומטר רבוע ואת טווח סורק ה-Z ל-4 מיקרומטר, מה שמבטיח רזולוציה בקנה מידה קטן. פונקציה זו אינה זמינה בכל ה-AFM המסחרי ואינה מוזכרת בהמשך הטקסט.

לניתוח נתונים, מומלץ להשתמש בתוכנת ניתוח הנתונים החינמית SPM Gwyddion17 ובחבילת התוכנה Matlab18.

פרוטוקול זה נותן תיאור של הליך הניסוי שיש לבצע על מנת לבצע מדידות קשיות מכשירים על ידי AFM. מכיוון שהטיפול ב-AFM מסחריים שונים עשוי להיות שונה מדגם אחד למשנהו, על הקורא לעיין במדריך שסופק על ידי יצרן ה-AFM לקבלת נהלי הגדרה מפורטים ומידע על תוכנה. בטקסט הבא, על מנת לשחזר את הניסוי המתואר, ההנחה היא שהקורא מכיר את הטיפול ב-AFM הספציפי המשמש כאן.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

1. Instrumental הקמה כיול

  1. הגדרת אינסטרומנטלי
    1. השתמש שלוחה נוקשה מצופה יהלומים של הסוג DT-NCLR או CDT-NCLR עם תדר תהודת חופשיות ראשון ו 0,1 ≥ 180 kHz, גורם איכות Q ≥ 300, וכן k הקשיחה כיפוף ≥ 40 N / m.
    2. הר השלוחה שנבחרה על בעל הידוק שספק יצרן AFM. תשמור על עצמך מיוחד כדי למקם השלוחה כך ציר האורך שלה הוא בניצב לכיוון הסריקה המהיר של AFM. לחלופין, דבק שלוחה אל בעל שלוחה שסיפק היצרן AFM באמצעות דבק אפוקסי דו-רכיבי.
    3. הר בעל שלוחה על ראשו AFM ולהשתמש מיקרוסקופ האופטי זמין בדרך כלל עם מערכת AFM להתמקד שלוחת AFM. בדוק היטב כי ציר הזמן של השלוחה הוא בניצב לכיוון הסריקה המהיר. אם לא, לחזורסעיף 1.1.2.
    4. יישר את קרן הלייזר, כך שהיא משתקפת בסוף שלוחה. לפקח על סכום המתח בבית פוטודיודה ולערוך בו לכוונון עדין על מנת למקסם את אות הסכום. ערכי אות סכום אופייני הם בטווח של 2 V.
    5. התאם את זוויות ההטיה האופקיות ואנכיות של המראה כדי להביא את נקודת הליזר משתקפת למרכז של פוטודיודה, שבו המתח המתאים התזוזה האנכית ואת לרוחב הם כמעט אפס.
  2. כִּיוּל
    1. בצע סריקה תדירה כדי לקבוע את תהודת כיפוף החופשיות הראשונה ו 0,1 של השלוחה.
    2. לקבוע את נוקשות הכיפוף של k השלוחה, מחושבות על פי 19
      (1) figure-protocol-1
      כאשר E הוא מודול יאנג, L הוא אורך השלוחה, W הוא הרוחב של cantilפעם, ו- T הוא העובי שלו. לשם כך, למדוד את אורך ורוחב של שלוחה ידי מיקרוסקופיה אופטית או במיקרוסקופ אלקטרונים סורק עבור דיוק טוב יותר. לחשב את העובי של השלוחה מתדר תהודת כיפוף החופשיות הראשונה שלה f 0,1, על פי
      (2) figure-protocol-2
      איפה ρ היא צפיפות המסה.
    3. בחר את ערך ברירת המחדל של רגישות פוטודיודה עבור סוג שלוחה מיוחדת לשמש לניסוי בתפריט להגדיר של AFM. תביאו את קצה שלוחה במגע עם מדגם התייחסות בכל F עומס n = 10 ננ על ידי לחיצה על כפתור גישה.
    4. פתח את תפריט ספקטרוסקופיה כוח בתוכנת AFM ולהגדיר את ההכחשה ביחס ורחבה של הסורק-z 50 ננומטר וסיומת z-סורק ההכחשה / 0.3 מיקרומטר / sec. אם כך ייעשה, ההקלטה של ​​העקומה למרחקי כוח יהיההמורכב הראשון של הכחשה של סורק z 50 ננומטר ממשטח המדגם ולאחר מכן של סדרת גישות ביטולים באותו המרחק.
    5. קלט עקום המרחק כוח עם המאפיינים הקבועים הציעו 1.2.4 על משטח חלק אי תאימות, כגון יהלומי ננו-גבישים או ספיר, על מנת למנוע תופעות עיוות מדגמות. לשם כך לחץ על הכפתור לרכוש בתפריט ספקטרוסקופיה כוח של התוכנה AFM.
    6. התאם את החלק הדוחה של העקומה למרחקי כוח עם פונקציה ליניארית, בתפריט הכיול של תוכנת AFM. השיפוע ההפוך של הקו ההולם תואם את S רגישות photodiode. החלף את השווי שנקבע לערך ברירת המחדל של תוכנת המכשיר בתפריט הכיול של תוכנת AFM על ידי לחיצה על כפתור הכיול לבצע.

לדוגמא כנה 2.

הערה: המדגם נמדד תיניסוי של מורכב שכבה דקה 100 ננומטר בעובי, Au חלקה אטומית (111) גדלה על תציץ על ידי שיקוע פיזי.

  1. הר מדגם על בעל מדגם מגנטי שספק יצרן המכשיר באמצעות קלטת פחמן דו צדדית. על מנת להימנע סחיפה של המדגם במהלך מדידות, הר מדגם יום אחד לפני המדידות, כדי לאפשר את קלטת פחמן להירגע. לחלופין, הר המדגם על הבעל בצבע כסף, אשר בדרך כלל מתייבש תוך מספר דקות.
  2. הר בעל מדגם המגנטי על סורק x / y.

3. נוהל מדידה

  1. הגדר את תדירות התנודה מעט מחוץ תהודה (ב f הניסוי הזה = 190.67 kHz) ואת משרעת התנודה ב הערת ננומטר A = 20 שערכים אלה מוגדרים באופן אוטומטי על ידי תוכנת מכשיר השלוחה המסוימת הזה. הגדר את הנקודה להגדיר תנודה ידנית בכל סט נקודות = 5 ננומטר.
  2. לציירהשלוחה לכיוון השטח המדגם באמצעות מנוע הצעד של AFM. ודא כי חיישן הכח לא מתנגש עם השטח המדגם. שמור השלוחה בפוקוס במהלך גישה גסה ולעצור את הגישה הגסה לפני שטח המדגם הוא בפוקוס מושלם.
  3. אוטומטית להתקרב חיישן כוח על ידי לחיצה על כפתור גישה. לאחר משרעת התנודה הגיעה הנקודה להגדיר שלה, הטיפ הוא מוכן לסרוק את הטופוגרפיה של השטח המדגם.
  4. קלט סדרה של תמונות טופוגרפיה על שטחים הנעים בין 5 x 5 ל -1 x 1 μm² (אם זמין, להתאים את השיפוע של אות הטופוגרפיה על ידי הטיית x / y-הסורק). ודא שתמונות עקב של אותו האזור אינן מציגות שום סימן של סחיפה וכי עמדת z-הסורק נשארה כמעט קבועה. אם זה אינו המקרה, להמשיך הדמיה עד שהמערכת התייצבה.
  5. ברגע שהמערכת התייצבה ואזור μm² חלקה 1 x 1 כבר נמצא, לחזור בו force חיישן מיקרומטרים אחדים מן השטח מדגם ידי לחיצה על כפתור לחזור.
  6. בחר במצב ספקטרוסקופיה כוח בתפריט המכשיר ולהעביר את חיישן הכח לאמצע באזור μm² 1 x 1 שנבחר מראש, עם נקודה-להגדיר כוח של 10 ננומטר. צג את העמדה-סורק z עד נשארת קבועה.
  7. בחר את רשת 2 x 2 נקודות שמרכזיו תואמים במרכז אזור μm² 1 x 1 שנבחר מראש. קבע את המרחק בין שתי הנקודות הבאות השכנות ב 500 ננומטר.
  8. קבע את המרחק סורק ביחס להשתנות מ -0 עד 150 ננומטר במהירות של 300 ננומטר / sec ואז לחזור על אותו מרחק ובאותו מהירות. בהינתן זווית ההטיה של שלוחה לגבי השטח מדגם, להחיל תיקון הטיה ידי הזזת סורק לרוחב ידי Z × שיזוף φ במהלך Z הרחבה סורק אנכי, שבו φ היא זווית ההטיה 20.
    הערה: Inst כמהruments להסביר את הטית השלוחה בספקטרוסקופיה הכח שלהם או מצב כניסה; זה מקרה עבור AFM המשמש בעבודה זו.
  9. לחץ על לחצן התחלה בתוכנה המכשירה להתחיל רכישת הנתונים הזח AFM.
  10. לאחר מדידות זחת AFM הושלמו, לחזור בו חיישן כוח מיקרומטרים אחדים מן השטח המדגם.
  11. בחר ההדמיה במצב AFM ללא מגע בתפריט תוכנת מכשיר לחזור על התהליך המתואר בסעיפים 3.1 ו -3.2.
  12. ביצוע סריקה על אותה שטח הפנים 1 x 1 μm² כמו בסעיף 3.3 כדי לאתר את המיקום המדויק של כניסות. סריקות משטח נוספות על פני שטח פן nm² 500 x 500 ניתן לבצע כדי שזה יקלוט את הכניסות הנותרות ביתר פירוט.

ניתוח 4. נתונים

  1. עיבוד תמונה
    1. לעבד את תמונות הטופוגרפיה רשמו כדי ליישר את שורות dir הסריקה המהירההשיקוף מבוסס על ההבדל החציוני. השתמש בפונקציה מובנית של Gwyddion.
  2. לחשב את השטח הקרין p של כניסות באמצעות הפונקציה ניתוח הזחה של Gwyddion.
  3. להעריך את צורת קצה AFM מתמונות הטופוגרפיה של כניסות באמצעות פונקציית ניתוח קצה Gwyddion. אז את הממוצע של התמונות בכושר ולמדוד את α זווית חצי פתיחת צורת הקצה בממוצע.
  4. המר את עקומות כוח למרחקים לתוך עקומות כוח תזוזה על ידי חישוב עקירת טיפ δ פי 13
    (3) figure-protocol-3
    כאשר Z הוא המיקום הסורק יחסית.
  5. עכשיו, עלילת הכח מול עקירת הקצה. עקום וכתוצאה מכך בדרך כלל מציג שנקרא פופ-ins, עם אורכים בטווח של מספר 100 pm, המתאימים לאירועים פלסטיים האטומיסטית. השתמש הראשון של thesדואר-ins פופ לקבוע את עקירת טיפ בגבול אלסטי δ אל 4.
  6. התאימו את חלק אלסטי של עקומת כוח תזוזה עם הפונקציה Hertzian 21.
    (4) figure-protocol-4
    כאשר R הוא רדיוס הקצה * 'E הוא מודולוס האלסטיות המופחת, שניתן על ידי figure-protocol-5 , עם M s, t להיות מודולוס הזחה של המדגם של הקצה, בהתאמה. במקרה זה, הפרמטר בכושר figure-protocol-6 .
  7. הארך את הפונקציה משתלבת המשטר הפלסטי כדי לחשב את העבודה של פלסטיות W הפלסטית מהפער האזורי בין הפונקציה בכושר העקום הניסיון של 21.
  8. חשב את הקשיות של המדגם על פי 1, 2
    (5) figure-protocol-7
    ו
    (6) figure-protocol-8
    כאשר F n, מקסימום הוא העומס מופעל המקסימאלי, עמ 'הוא באזור המוקרן של הכניסה מחושבת בסעיף 4.2, α היא הזווית חצי הפתיחה של הקצה מחושב בסעיף 4.3, δ אל העתק טיפ הפלסטיות הראשונה אירוע, ו δ מקסימום הוא עקירת הקצה המקסימלי (ראה סעיף 4.4).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

בעבודה זו, את נוקשות הכיפוף של k השלוחה חושבו על פי תאורית הקרן הגיאומטרית 19. עבור שלוחת היהלום מצופה המסוימת המשמשת בעבודה זו, מצאנו k = 55.69 N / m. שים לב הזנחנו את ציפוי יהלום; העובי של ציפוי היהלום הוא אחד שני סדרי גודל קטן מעובה השלוחה ובכך אינו מעלה קשיחות הכיפוף שלה באופן משמעותי (אם כי מודולוס של יאנג שלה הוא גדול יותר באופן משמעותי מזו של סיליקון).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

שיטה הוצגה עבור ביצוע סדרה של חריצים על Au (111) משטח סרט דק עם קצה AFM יהלום מצופה. הדמיה AFM ללא מגע מהשוליים AFM בוצעו עם אותו חיישן כוח. דרישות הדמיה ללא מגע הן תדר תהודה חופשי ראשון גבוה f 0,1 ≥ 180 קילוהרץ ו גורם באיכות גבוהה Q ≥ 300. בשנת זחת AFM, הכח האנכי ייושם הוא בטווח של מייקרו-ניוטון מספר, וכן שלוחה עם קשיחות כיפוף גבוה נדרשת. דרישה נוספת של קצה השלוחה היא שזה מכאני יציב ללבוש עמיד. דרישות אלו ימולאו על ידי cantilevers מצופה יהלומים. בניסו...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

למחברים אין מה לחשוף.

תודות

A.C. אסירת תודה ל-KoreaTech על התמיכה הכספית.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
AFM XE-100Park Instrumentsהופסקמיקרוסקופ כוח אטומי
CDT-NCLRננו-חיישניםCDT-NCLRידית מוליכה מצופה יהלום ללא מגע
בעובי 100 ננומטר Au(111) סרט דק על נציץפאסיס20020011סרט דק זהב חלק אטומי

מקורות

  1. Tabor, D. The hardness of metals. , Oxford University Press. (1951).
  2. Nanoindentation. Fischer-Cripps, A. C. , 2nd, Springer. New York. (2004).
  3. Michalke, T. A., Houston, J. E. Dislocation Nucleation at Nano-Scale Mechanical Contacts. Acta Mater. 46 (2), 391-396 (1998).
  4. Kiely, J. D., Houston, J. E. Nanomechanical Properties of Au(111) (001), and (110) Surfaces. Phys. Rev. B. 57 (19), 12588(1998).
  5. Kiely, J. D., Jarausch, K. F., Houston, J. E., Russell, P. E. Initial Stages of Yield in Nanoindentation. J. Mater. Res. 14 (19), 2219-2227 (1999).
  6. Egberts, P., Bennewitz, R. Atomic Scale Nanoindentation: Detection and Indentification of Single Glide Events in Three Dimensions by Force Microscopy. Nanotechnology. 22 (42), 425703-1-425703-9 (2011).
  7. Filleter, T., Bennewitz, R. Nanometer Scale Plasticity of Cu(100). Nanotechnology. 18 (4), 044004-1-044004-4 (2007).
  8. Asenjo, A., Jaafar, M., Carrasco, E., Rojo, J. M. Dislocation mechanisms in the first stage of plasticity of nanoindented Au(111) surfaces. Phys. Rev. B. 73 (7), 075431(2006).
  9. Paul, W., Oliver, D., Miyahara, Y., Gruetter, P. Minimum threshold for incipient plasticity in the atomic-scale nanoindentation of Au(111). Phys. Rev. Lett. 110 (13), 135506(2013).
  10. Kracke, B., Damaschke, B. Measurement of nanohardness and nanoelasticity of thin gold films with scanning force microscope. Appl. Phys. Lett. 77 (3), 361-363 (2000).
  11. Sansoz, F., Gang, T. A force-mapping method for quantitative hardness measurements by atomic force microscopy with diamond-tipped sapphire cantilevers. Ultramicroscopy. 111, 11-19 (2010).
  12. Silva, E. C. C. M., Van Vliet, K. J. Robust approach to maximize the range and accuracy of force application in atomic force microscopes with non-linear position-sensitive detectors. Nanotechnolgy. 17 (21), 5525-5529 (2006).
  13. Caron, A., Bennewitz, R. Lower Nanometer-Scale Size Limit for the Deformation of a Metallic Glass by Shear Transformations Revealed by Quantitative AFM Indentation. Beilstein J. Nanotechnol. 6, 1721-1732 (2015).
  14. Andriotis, O. G., et al. Nanomechanical assesment of human and murine collagen fibrils via atomic force microscopy cantilever-based nanoindentation. J. Mech. Behavior Biomed. Mater. 39, 9-26 (2014).
  15. Bischel, M. S., Vanlandingham, M. R., Eduljee, R. F., Gillespie, J. W., Schultz, J. M. On the use of nanoscale indentation with the AFM in the identification of phases in blends of linear low density polyethylene and high density polyethylene. J. Mater. Sci. 35 (1), 221-228 (2000).
  16. Zhang, L., Wang, W., Zheng, L., Wang, X., Yan, Q. Quantitative characterization of mechanical property of annealed monolayer colloidal crystal. Langmuir. 32 (2), 451-459 (2016).
  17. Nečas, D., Klapetek, P. Gwyddion: An open-source software for SPM data analysis. Cent. Eur. J. Phys. 10 (1), 181-188 (2012).
  18. Hahn, B. H., Valentine, D. T. Essential Matlab for Engineers and Scientists. , 5th, Academic Press. (2013).
  19. Nonnenmacher, M., Greschner, J., Wolter, O., Kassing, R. Scanning Force Microscopy with Micromachined Silicon Sensors. J. Vac. Sci. Technol. B. 9 (2), 1358-1362 (1991).
  20. Cannara, R. J., Brukman, M. J., Carpick, R. W. Cantilever tilt compensation for variable-load atomic force microscopy. Rev. Sci. Instrum. 76 (5), 053706(2005).
  21. Johnson, K. L. Contact Mechanics. , Cambridge University Press. (1985).
  22. Mohr, M., et al. Young's Modulus, Fracture Strength, and Poisson's Ratio of Nanocrystalline Diamond Films. J. Appl. Phys. 116 (12), 124308-1-124308-10 (2014).
  23. Arnault, J. C., Mosser, A., Zamfirescu, M., Pelletier, H. Elastic recovery measurements performed by atomic force microscopy and standard nanoindentation on a Co(10.1) monocrystal. J. Mater. Res. 17 (6), 1258-1265 (2002).
  24. Cao, Y., et al. Nanoindentation measurements of the mechanical properties of polycrystalline Au and Ag thin films on silicon substrates: Effect of grain size and film thickness. Mater. Sci. Eng. A. 457 (1-2), 232-240 (2006).
  25. Lilleodden, E. T., Nix, W. D. Microstructural length-scale effects in the nanoindentation behavior of thin gold films. Acta Mater. 54 (6), 1583-1593 (2006).
  26. Corcoran, S. G., Colton, R. J., Lilleodden, E. T., Gerberich, W. W. Anomalous plastic deformation at surfaces: Nanoindentation of gold single crystals. Phys. Rev. B. 55 (24), R16057(1997).
  27. Van Vliet, K. J., Li, J., Zhu, T., Yip, S., Suresh, S. Quantifying the early stages of plasticity through nanoscale experiments and simulations. Phy. Rev. B. 67 (10), 104105(2003).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

AFM

מאמרים קשורים