Сканирующий атомно-силовой микроскоп. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Сканирующий атомно-силовой микроскоп - прибор для изучения поверхностей твёрдых тел с разрешающей способностью порядка межатомных расстояний, основанный на сканировании исследуемого участка образца S(x, у)плоской пружиной, свободный конец к-рой (или укреплённое на нём остриё) удалён от поверхности образца на расстояние r в неск.

Изобретён Г. Биннингом (G. Binning), К. Ф. Куатом (С. F. Quate) и К. Гербером (С. Gerber) в 1986. При таких расстояниях сила взаимодействия между двумя ближайшими атомами, расположенными соответственно на кончике острия и на поверхности образца, составляет 10^-7-10^-9 Н. При жёсткости упругого элемента порядка 1 Н/м это приводит к измеримой деформации пружины. При сканировании цепь обратной связи поддерживает деформацию пружины (и тем самым силу взаимодействия), соответственно изменяя z. Синхронная со сканированием запись сигнала обратной связи V_z представляет собой запись профиля поверхности пост. силы F(x, у), т. е. фактически поверхности образца.

Т. к. силы взаимодействия между атомами острия и поверхности быстро спадают с расстоянием (для сил притяжения типа Ван-дер-Ваальса при взаимодействии двух атомов как z^-7, для сил отталкивания при потенциале Ленарда - Джонса как z^-13; см. Межатомное взаимодействие, Межмолекулярное взаимодействие), то разрешающая способность С. а--с. м. может достигать 0,001 нм по z и 0,1 нм по х, у. Прибор может работать в вакууме и жидкости, значительно хуже - при обычных атм. условиях, когда поверхностные плёнки влаги приводят к слипанию кончика упругого элемента с поверхностью образца, к росту действующих между ними сил F на неск. порядков и к значит. гистерезису зависимости F(z).

Устройство С. а--с. м. во многом аналогично устройству сканирующего туннельного микроскопа. Принципиальным отличием является то, что стабилизируется не ток между остриём и образцом, а деформация чувствит. элемента. Для её измерения в первых С. а--с. м. использовалось измерение туннельного тока между тыльной (по отношению к образцу) стороной плоской пружины и подводимым к ней дополнит. электродом - остриём; применяются также оптич. методы, основанные на наблюдении интерференции или отклонения луча света, отражающегося от чувствит. элемента.

Изображение поверхности скола графита - плоскость (0001). Максимальные вариации уровня от светлого к тёмному ~ 0,015 нм.

С. а--с. м. можно преобразовать в прибор для зондирования магн. полей с субмикронным разрешением; при этом на кончике пружины закрепляется крупинка ферромагн. материала. Другие области применения те же, что и для сканирующей туннельной микроскопии. Преимущество С. а--с. м.- возможность изучения (с атомным разрешением) поверхности не только проводников, но и диэлектриков (рис.).

Литература по сканирующим атомно-силовым микроскопам

Знаете ли Вы, что такое мысленный эксперимент, gedanken experiment?
Это несуществующая практика, потусторонний опыт, воображение того, чего нет на самом деле. Мысленные эксперименты подобны снам наяву. Они рождают чудовищ. В отличие от физического эксперимента, который является опытной проверкой гипотез, "мысленный эксперимент" фокуснически подменяет экспериментальную проверку желаемыми, не проверенными на практике выводами, манипулируя логикообразными построениями, реально нарушающими саму логику путем использования недоказанных посылок в качестве доказанных, то есть путем подмены. Таким образом, основной задачей заявителей "мысленных экспериментов" является обман слушателя или читателя путем замены настоящего физического эксперимента его "куклой" - фиктивными рассуждениями под честное слово без самой физической проверки.
Заполнение физики воображаемыми, "мысленными экспериментами" привело к возникновению абсурдной сюрреалистической, спутанно-запутанной картины мира. Настоящий исследователь должен отличать такие "фантики" от настоящих ценностей.

Релятивисты и позитивисты утверждают, что "мысленный эксперимент" весьма полезный интрумент для проверки теорий (также возникающих в нашем уме) на непротиворечивость. В этом они обманывают людей, так как любая проверка может осуществляться только независимым от объекта проверки источником. Сам заявитель гипотезы не может быть проверкой своего же заявления, так как причина самого этого заявления есть отсутствие видимых для заявителя противоречий в заявлении.

Это мы видим на примере СТО и ОТО, превратившихся в своеобразный вид религии, управляющей наукой и общественным мнением. Никакое количество фактов, противоречащих им, не может преодолеть формулу Эйнштейна: "Если факт не соответствует теории - измените факт" (В другом варианте " - Факт не соответствует теории? - Тем хуже для факта").

Максимально, на что может претендовать "мысленный эксперимент" - это только на внутреннюю непротиворечивость гипотезы в рамках собственной, часто отнюдь не истинной логики заявителя. Соответсвие практике это не проверяет. Настоящая проверка может состояться только в действительном физическом эксперименте.

Эксперимент на то и эксперимент, что он есть не изощрение мысли, а проверка мысли. Непротиворечивая внутри себя мысль не может сама себя проверить. Это доказано Куртом Гёделем.

Понятие "мысленный эксперимент" придумано специально спекулянтами - релятивистами для шулерской подмены реальной проверки мысли на практике (эксперимента) своим "честным словом". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.