Samenvatting
6EMA51 - Summary of Lectures
Summary of lectures 6EMA51 - Characterization of Materials
[Meer zien]Voorbeeld 4 van de 50 pagina's
Voorbeeld 4 van de 50 pagina's
In winkelwagengesponsord bericht van onze partner
Voorbeeld van de inhoud
20206EMA51 –
Characterization of
Materials
LECTURE SLIDE SUMMARY
DOORSLAER, R.F.J.F. VAN
,6EMA51 – LECTURE 1 - AFM
Crystalline & amorphous → morphology (sub-
nm to macrostructure)
- Synthetic materials: chemistry →
processing → material properties
- Structural variables: only some weight-
averaged structure obtained
o Composition, configuration,
conformation
- Morphological variables:
o number of components
o crystalline / amorphous
regions and transitions
o crystal defects (inclusions,
grain boundaries, etc.)
o phase separation (micro,
meso, macro)
o percolation (electrical, mechanical)
o inhomogeneity, hierarchical assemblies
- Sample preservation is influenced by measurement timescale → data can be different!
AFM
- SPM is microscopy that forms images of surfaces by mechanically moving a physical probe across a
sample and recording the prove-surface interaction as function of position.
o Ideal is that the tip of the probe is terminated in single atom
o Overlap of atomic orbitals of conductive material and probe → a current is found
o Constant current mode
o Constant height mode
- AFM: Cantilever scans surface. Detector records on photodiode by use of laser where the cantilever
tip is positioned. (bending up/down?)
o Cantilever is made by silicon
technology
o Face-distance curve → repulsive
and attractive (Vander Waals)
force of cantilever tip
o Static and dynamic operation
▪ Constant height mode →
non-contact mode
▪ Constant force mode
,DYNAMIC OPERATION AFM: ADDITIONAL (VIBRATING CANTILEVER) OSCILLATION
- Tapping mode principle: driven by actuator to oscillate with amplitude A0 (free vibration) near its
resonant frequency f0. The cantilever is then brought close to the specimen where it taps with a
reduced Asp (set-point amplitude).
- Resolution horizontal and vertical direction
o Horizontal: tip sharpness
o Vertical: how accurately the displacement of the cantilever can be recorded
- Force modulation mode: punches holes in the material (softness / hardness)
o Stiffness measurement → mechanical properties
- Non-contact mode for extremely soft materials
- Tapping mode for soft materials; minimal surface damage
- Contact mode: mechanical properties are probed; both soft and hard materials.
o In dynamic contact mode (force modulation mode) the cantilever tip oscillates around the
set point thus probing the mechanical properties of the sample
ADVANCED AFM
- C-AFM (conductive)
- EFM (electrostatic)
- Both are surface techniques, but these can record 3D images of the material
- Slice-by-slice principle: EFM tip has physical interaction with sample surface. A voltage is applied
between (gold-coated) back plane and the tip. Now the current or V-drop between front and back of
sample can be measured.
o Cut off a thin nm-layer so you can build up 3D representation
, - TERS: Tip Enhanced Raman Spectroscopy
combines confocal microscope with
scanning probe microscope. A gold (highly
conductive) tip is used → electromagnetic
radiation can let Raman focus on very
small volumes. The gold tip largely
enhances Raman resolution.
- SNOM: Scanning Near-Field OM uses a light probe
placed at a distance much smaller than the
wavelength to the sample surface. Image is formed
by scanning the probe over the surface.
SUMMARY SPM
- Surface techniques
- AFM has static and dynamic modes and can be carried out in liquids.
- AFM resolution is dependent on sharpness of tip (horizontal) and reaches sub-0.1 nm level (vertical)
- AFM can probe:
o Surface topography (height image)
o Surface interactions (phase image)
o Mechanical properties (force image)
o Conductive properties (C-AFM)
o Chemical composition (TERS)
o Optical properties (SNOM)
- Imaging of volumes by sequential sectioning and surface imaging.
- Sample preparation relatively simple, e.g. by dispersing / adsorbing materials on support.
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, creditcard of Stuvia-tegoed voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper rutgervandoorslaer. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €6,49. Je zit daarna nergens aan vast.
Is Stuvia te vertrouwen?
4,6 sterren op Google & Trustpilot (+1000 reviews)
Afgelopen 30 dagen zijn er 76799 samenvattingen verkocht
Opgericht in 2010, al 14 jaar dé plek om samenvattingen te kopen