Atomik Kuvvet Mikroskobu(AKM) - Laboratories for Radiation and ...
Atomik Kuvvet Mikroskobu(AKM) - Laboratories for Radiation and ...
Atomik Kuvvet Mikroskobu(AKM) - Laboratories for Radiation and ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Atomik</strong> <strong>Kuvvet</strong> <strong>Mikroskobu</strong>(<strong>AKM</strong>)<br />
Ahmet Oral<br />
Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi,<br />
Sabancı Üniversitesi<br />
Tuzla, 34956, İstanbul<br />
1
Taramalı Tünelleme <strong>Mikroskobu</strong> (TTM) 1981<br />
<strong>Atomik</strong> <strong>Kuvvet</strong> <strong>Mikroskobu</strong> (<strong>AKM</strong>) 1986<br />
1986 Nobel Fizik Ödülü!!<br />
G. Binnig ve H. Rohrer,<br />
Ruska ile beraber: Elektron<br />
<strong>Mikroskobu</strong>!<br />
<strong>Atomik</strong> çözünürlük<br />
1989 İlk Türk TTMleri<br />
(A.Oral ve İ.İ.Kaya, Y. Lisans Tezleri)<br />
1993 Türkiye’de İlk Ultra Yüksek<br />
Vakum TTM imalatı ( A.Oral Doktora<br />
Tezi)
Si(111)(7x7) Yüzeyinin TTM ile alınmış<br />
görüntüsü
İlk Türk TTMları<br />
Grafit Yüzeyi<br />
İ.İ.Kaya<br />
Y. Lisans Tezi ‘90<br />
A.Oral Y. Lisans<br />
Tezi ‘90<br />
A.Oral Doktora Tezi ‘94<br />
P ~ 3x10 -10 mbar<br />
UYV-TTM Toplam Maliyet ~ $65,000!<br />
STM Imaging of SiGe Alloy Growth on Si(100)<br />
A.Oral & R.Ellialtıoğlu, Surf. Sci. 1995
Teknolojimizi Kullanan Kurumlar<br />
• Harvard University, USA<br />
• Ox<strong>for</strong>d University, Engl<strong>and</strong><br />
• MIT, USA<br />
• Tokyo Inst. Tech. / Kyoto / Nagoya University, Japan<br />
• University of Cali<strong>for</strong>nia, Riverside, USA<br />
• Trinity College Dublin, Irel<strong>and</strong><br />
• Texas A&M University / University of Texas at Austin, USA<br />
• Wayne State University/ University of Alabama USA<br />
• Bath University / Sheffield University, Engl<strong>and</strong><br />
• EPFL Lausanne, Switzerl<strong>and</strong><br />
• Oslo University, Norway<br />
• Katholic University Leuven, Belgium<br />
• University of Modena, Italy<br />
• Rice University, Houston, USA<br />
• Alicante University / ICMM Madrid, Spain<br />
• Sungkyunkwan University, Korea<br />
• Weizmann Institute of Science, Israel<br />
• Gazvin University, Iran<br />
• Bilkent/Sabancı/İYTE x3!!/ Atatürk / İnönü / Gazi / Uludağ Physics & Textile /Yıldız<br />
• İTÜ/ Hacettepe x2!!/Abant İzzet Baysal / Ege / Cumhuriyet / Koç / ODTÜ : TURKEY<br />
• 2 x TATA Institute <strong>for</strong> Research, Mumbai, India<br />
• IUC Indore / RRCAT Indore, India<br />
• Indian Institute of Science, Bangalore, India<br />
• Argonne National Lab / Los Alamos National Lab., USA<br />
• Brookhaven National Lab, USA<br />
• S<strong>and</strong>ia National Lab, USA<br />
• NRC, Canada<br />
• IFW, Dresden Germany<br />
• JAIST Kanazawa, RIKEN , Saitama ! Japan<br />
• Quantum Design Inc., USA<br />
• Seagate, USA<br />
• Fuji Film, Japan / KLA Tencor / ATC Corporation USA
Teknolojimizi Kullanan Kurumlar
<strong>Atomik</strong> <strong>Kuvvet</strong> <strong>Mikroskobu</strong> (<strong>AKM</strong>)<br />
G. Binnig et al. 1986<br />
deflection<br />
sensor<br />
cantilever<br />
probing tip<br />
feed-back<br />
regulator<br />
sample<br />
xy-piezo (lateral position)<br />
high-voltage<br />
amplifier<br />
z-piezo<br />
(tip-sample distance)
<strong>Atomik</strong> <strong>Kuvvet</strong> <strong>Mikroskobu</strong> (<strong>AKM</strong>)<br />
DVD üzerindeki<br />
Bit’ler
Atmosfer ortamında biyolojik numuneler<br />
Rhodobacter<br />
Sphaeroides,<br />
20x20 μm scan<br />
Streptomycetes<br />
cerevicea,<br />
20x20μm scan<br />
Staphylacoccus<br />
Aereus<br />
15x15 μm scan<br />
Echerichia Coli<br />
10x10 μm scan
Atmosfer ortamında biyolojik numuneler<br />
Fish Bacteria,<br />
25x25 μm scan<br />
Topography<br />
Fish Bacteria,<br />
25x25 μm scan<br />
Phase<br />
DNA coils<br />
amplified<br />
with PCR<br />
5x5μm scan,<br />
Phase Image<br />
Plasmid DNA<br />
1x1μm scan<br />
Phase Image
Atmosfer ortamında biyolojik numuneler<br />
Red Blood<br />
Cells<br />
Single RBC &<br />
zoomed in image
Mika Yüzeyindeki <strong>Atomik</strong> teraslar
Manyetik <strong>Kuvvet</strong> <strong>Mikroskobu</strong> (MKM)<br />
• Yay rezonans frekansında titreştirilir, ~75kHz<br />
• Soldan sağa tarama : topografi<br />
• Sağdan sola tarama : yay dönüşte 20-100nm havaya kaldırılarak<br />
manyetik görüntü elde edilir<br />
• Zayıf Manyetik kuvvetler faz sinyalinde gözükür<br />
Lift-Mode
Seagate 394Gbpsi Hard diskin MKM ile Görüntülenmesi<br />
0.6<br />
0.5<br />
0.4<br />
Phase<br />
(deg)<br />
0.3<br />
0.2<br />
0.1<br />
0<br />
0 50 100 150<br />
~9 nm<br />
nm
<strong>AKM</strong> Uygulamaları: Nanolitografi<br />
700 nm<br />
Gazi Universitesi<br />
Logosu<br />
En küçük Türk bayrağı<br />
650x950nm<br />
Hacettepe logosu
Seagate 394Gbpsi Harddisk’in<br />
DS-MKM görüntüsü @ 77K
PPMS-<strong>AKM</strong>/MKM Sisteminin Gürültü Seviyesi<br />
@ 77K , k=8N/m, 3.5mW<br />
Shot noise
<strong>AKM</strong> ile aynı <strong>and</strong>a iletkenlik ölçümü<br />
(LSMO Numune)
PPMS-<strong>AKM</strong> ile Piezo-etki <strong>Kuvvet</strong> <strong>Mikroskobu</strong><br />
(PMNT Numune)
mK-MKM/<strong>AKM</strong> @ Rice Univ. USA, 300mK
mK-MKM ile CoPt Çoklutabaka görüntüsü @350mK<br />
Sample courtesy of Dr. Olav Hellwig of<br />
Hitachi-GST, San Jose, USA
Yüzeye Değmeden <strong>Atomik</strong> <strong>Kuvvet</strong> <strong>Mikroskobu</strong><br />
(yd-<strong>AKM</strong>) ile İLK <strong>Atomik</strong> Çözünürlük<br />
Franz Giessibl,<br />
Science, 1995
<strong>Atomik</strong> ve Moleküler Seviyede Manipülasyon<br />
Si(100) yüzeyinde C60<br />
F=<br />
Peter Beton, Nottingham University, T = 300K<br />
Demir Atomları ile bakır yüzeyine<br />
imal edilmiş Kuvantum Koral<br />
Bakır yüzeyinde Br Atomları<br />
T.Fishlock,<br />
A.Oral, R.Egdell<br />
& J.B. Pethica<br />
Nature 404, 743<br />
(2000)<br />
T = 300K<br />
Don Eigler, IBM, T = 4.2K
<strong>Atomik</strong> Seviyede Manipülasyon<br />
yd-<strong>AKM</strong><br />
T = 300K,<br />
Morita Grubu, Osaka
Yüzeye Değmeden <strong>Atomik</strong> <strong>Kuvvet</strong> <strong>Mikroskobu</strong> (yd-<strong>AKM</strong>)<br />
10 6<br />
10<br />
10 5<br />
0<br />
10 4<br />
-10<br />
A.Oral et al. APL 79, 1915 (2001)<br />
P.M.Hoffmann, et al. PRL 87, 265502 (2001).<br />
Si(111) Surface<br />
It ( nA )<br />
10 3<br />
10 2<br />
10 1<br />
10 0<br />
10 -1<br />
-20<br />
-30<br />
-40<br />
-50<br />
-60<br />
-70<br />
-80<br />
-6 -4 -2 0 2 4 6 8 10<br />
Sample Displacement ( Angstrom )<br />
kint (N/m )<br />
STM<br />
nc-AFM
Yüzeydeki Atomların yd-<strong>AKM</strong> ile Tespiti !!!<br />
Y. Sugimoto et al. 446, Nature 2007
<strong>Kuvvet</strong> bir vektördür !...<br />
3D-Manyetik Alan Çizgileri Gösterisi, Pasco<br />
~ $79
<strong>Atomik</strong> manipülasyon kuvvetinin ölçülmesi, 4.2K!!!<br />
M. Ternes et al. Science 319, 1066(2008)
Sürtünme Heryerde Vardır !!!!<br />
v<br />
F N<br />
F L
MEMS Aygıtları<br />
Courtesy of S<strong>and</strong>ia National <strong>Laboratories</strong>, SUMMiTTM Technologies,<br />
www.mems.s<strong>and</strong>ia.gov"
Kertenkeleler yapışma kuvvetini kullanarak<br />
tav<strong>and</strong>a yürürler<br />
From B. Persson <strong>and</strong> S. Gorb<br />
JCP, 119, 11437 (2003)
<strong>Atomik</strong> Seviyede Sürtünme <strong>Kuvvet</strong>lerinin<br />
Ölçümü: Kontak Mode: ‘Stick-slip’<br />
Atomic stick-slip<br />
Friction loop<br />
F N = 0.44 nN<br />
KBr(001)-crystal<br />
Courtesy of Prof.E. Meyer, Basel University<br />
E diss = 1.4 eV<br />
(per slip)
Yatay <strong>Kuvvet</strong> yd-<strong>AKM</strong> Fotoğrafı
Change language