Mjeriteljstvo u Mikro i Nano Tehnologijama - SCRIBD

7/25/2019 Mjeriteljstvo u Mikro i Nano Tehnologijama - SCRIBD

1/12

MJERITELJSTVO U MIKRO I NANO TEHNOLOGIJAMA

-SEMINARSKI RAD-

Tuzla, decembar 2012.


2/12

Sadraj

1. Uvod 2

2. Mjeriteljstvo 3

3. Nanotehnoloija !

!. Nanometroloija !

!.1. Smanjenje valne duine !

!.2.Mi"ros"o#ija blis"o #olja $near %ield microsco#&' (

!.3. Nesli"oviti #ristu#i )

!.!. *rui #ristu#i ) !.(. Metroloija samos"la#anja +

(. a"lju-a" 10

). iteratura 11


3/12

1.Uvod

U ovom seminarskom radu ora!iva" #u "emu $M%eri"e&%s"vo u mikro i nano

"e'no&o(i%ama)*

M%eri"e&%s"vo %e nauka o m%eren%u ko%a uk&%u+u%e sve "eori%ske i ,rak"i+ne as,ek"e

m%eren%a*

M%eren%e %e sku, ak"ivnos"i ko%a a .i&% ima doivan%e vri%ednos"i m%erne ve&i+ine*

Kada (ovorimo o nano"e'no&o(i%ama mis&imo o "e'no&o(i%ama +i%e se dimeni%e kre#u

od / do /00 nm1*

Nano"e'no&o(i%a ,reds"av&%a ,ro%ek"iran%e2 ,roivodn%a i ,rim%ena ma"eri%a&a2 ure!a%a i

sis"ema kon"ro&iran%em n%i'ovo( o&ika i ve&i+ine na nanos"u,n%u*


4/12

2.Mjeriteljstvo

M%eri"e&%s"vo i&i me"ro&o(i%a 3me"ron 4 m%eren%e2 &o(os - nauka5 ,reds"av&%a nauku o

m%eren%u ko%a uk&%u+u%e sve "eori%ske i ,rak"i+ne as,ek"e m%eren%a* M%eri"e&%s"vo se

avi me"odama m%eren%a 6ii+ki' ve&i+ina2 os"varivan%em i odr7avan%em e"a&ona

6iika&ni' ve&i+ina2 ravo%em i iradom m%erni' ins"rumena"a2 ure!a%a i m%erno(

,riora2 "e ana&iom doiveni' m%erni' reu&"a"a*

M%eren%e %e sku, ak"ivnos"i ko%a a .i&% ima doivan%e vri%ednos"i m%erne ve&i+ine*

Danas %e skoro ,a nemo(u#e o,isa"i i&o ko%u ,o%avu2 a da se ,ri "ome ne os&an%amo na

m%eren%e8 m%eri se "e7ina ,isma2 sona "em,eraura i"d*

Kao vri%eme nas"anka m%eri"e&%s"va uima se 9VIII* s"o&%e#e*

Osnovni ada.i me"ro&o(i%e mo(u se ravrs"a"i na s&i%ede#e8

ravo% (enera&ne "eori%e m%eren%a2 u"vr!ivan%e %edini.a 6ii+ki' ve&i+ina i

n%i'ovi' sis"ema2

ravo% ,oudani' e"a&ona m%erni' %edini.a me"oda i ,os"u,aka n%i'ovo( +uvan%a

i re,rodu.iran%a2

rarada me"oda2 ,os"u,aka2 "e'nika i sreds"ava ivo!en%a m%eren%a i kon"ro&e

6ii+ki' ve&i+ina2

rarada me"oda o.%ene (re:ke m%eren%a2 s"an%a i "a+nos"i sreds"ava m%eren%a i

kon"ro&e2

ravo% eks,er"ni' sis"ema oe%e!en%a ,o"rene "a+nos"i m%eren%a i kon"ro&e i

u,rav&%an%a ,roivodnim ,ro.esima2

ravo% me"oda ,os"ian%a %edins"va m%era i m%eren%a i rea&ia.i%a ak"ivnos"i

usm%ereni' ka ,ove#an%u "a+nos"i2 ,oudanos"i i ,roivodnos"i m%eren%a i

kon"ro&e*

;rema o&as"ima ko%ima se avi2 me"ro&o(i%a se di%e&i na8

me"ro&o(i%u du7ina2 ,ovr:ina i u(&ova2

me"ro&o(i%u mase2 si&e i ,ri"iska2

me"ro&o(i%u 6ii+ko - 'emi%ski' ve&i+ina2

me"ro&o(i%u e&ek"ri+ni' ve&i+ina*

Me"ro&o(i%a se mo7e ,odi%e&i"i na8

o,#u - avi se ,ro&emima m%eren%a i kon"ro&e ,oveanim sa svim me"ro&o:kim

o&as"ima e oira ko%e se 6ii+ke ve&i+ine m%ere i ko%a se m%erna sreds"va

koris"e*

,rim%en%enu - avi se ,ro&ema"ikom m%eren%a u %edno% %edino% karak"eris"i+no%o&as"i*


5/12

3. Nanotehnoloija

Nano"e'no&o(i%a ,reds"av&%a i&o ko%u "e'no&o(i%u +i%e su ,o&%e d%e&ovan%a ve&i+ine reda

mi&i%ardi"o( di%e&a me"ra* To %e ,rimen%ena nauka ko%a se odnosi na ,roivodn%u

ure!a%a +i%e su dimeni%e /00 nm i&i man%e*

Radi se o v%e:"ini ,rav&%en%a i&i rada sa s"varima ko%e su "o&iko ma&e da i' %e mo(u#e

,osma"ra"i samo ,omo#u na%%a+i' mikrosko,a*

Nano"e'no&o(i%a %e i s,osonos" ,rav&%en%a veoma ma&i' ma:ina ,omo#u ra+unarske

"e'no&o(i%e2 a"om ,o a"om*

Nano"e'no&o(i%a %e ,o&%e ,rim%en%ene nauke airane na dia%nu2 sin"ei i ,rim%eni

ma"eri%a&a i ure!a%a reda ve&i+ine nano*

Na%%ednos"avni%e %e de6ini:emo kao ,ro%ek"iran%e2 ,roivodn%a i ,rim%ena ma"eri%a&a2

ure!a%a i sis"ema kon"ro&isan%em n%i'ovo( o&ika i ve&i+ina na nano s"e,enu*

Tako!er2 mo7emo re#i da %e nano"e'no&o(i%a in7in%ers"vo s a"omskom ,re.ino:#u*

!. Nanometroloija

Od 9VII s"* u ko%em %e ium&%en mikrosko, nauka %e i&a suo+ena sa iaovom

is"ra7ivan%a 6enomena ko%e nisu iravno vid&%ivi &%udskim okom*

h?p


6/12

(d%e %e > va&na du7ina ,oveana s +es"i.om im,u&sap mv2 (d%e su m i v masa i

rina2 a h%e ;&ankova kons"an"a2 +i%a %e numeri+ka vri%ednos" B2BC /04C J s*


7/12

!.3. Nesli"oviti #ristu#i

Na%,ona"i%i ,ris"u, ove vrs"e %e di6rak.i%a 9 4 raka* Sno, 9 4 raka se sudara sa

uorkom ,od u(&om u odnosu na ravan a"oma u uorku i m%eri se ,ros"orna

dis"riu.i%a ras,r:eni' 9 4 raka* I ra&o(a :"o %e va&na du7ina >2 9 4 raka reda

ve&i+ine uda&%enos"i d me!u-a"omski' ravni kris"a&ni ma"eri%a& ,re&ama sno,* @i"ni

us&ov a kons"ruk"ivnu in"er6eren.i%u re6&ek"irano( sno,a %e @ra((ov akon8

d sin n> 2 n /2 12 ***

Dis"riu.i%a ,ara&e&ne2 oi+no d%e&omi+no ko'eren"ne sv%e"&os"i ras,r:ene s di6uno

re6&ek"ira%u#e ,ovr:ine ,o(odna %e a u"vr!ivan%e n%ene s"a"is"i+ke 'ra,avos"i do oko

+e"vr"ine va&ne du7ine 3"%* oko /0 nm a "i,i+ne vid&%ive ivore sv%e"&os"i5* Ako %e,ovr:ina s,eku&arno re6&ek"ivna2 osv%e"&%ava%u#a sv%e"&os" i sama "rea&a ima"i ,%e(as"i

oraa.2 +i%a %e 6ana dis"riu.i%a modu&irana 'ra,avo:#u*

!.!. *rui #ristu#i

In7in%eri a u"vr!ivan%e ,ovr:inske 'ra,avos"i o%ek"a koris"e ,ro6i&ira%u#e sonde u

o&iku (ramo6onske i(&e* O:"ra i(&a se ,rev&a+i ,reko ,ovr:ine okomi"o na ,ovr:insku

ravan* To,o(ra6iner %e ure!a% ko%i %e ,rvi us,%eo da u"vrdi sunanome"arski ver"ika&ni

,o&o7a%* Nanos"u,an%ska ver"ika&na reo&u.i%a ,os"i(nu"a %e kori:"en%em e6ek"a

"une&iran%a e&ek"rona 3ako ,os"o%e dva nivoa s is"om ener(i%om2 ,os"o%i odre!enav%erova"no#a da #e e&ek"ron ko%i auima %edan od ener(e"ski' nivoa ,re#i na dru(i

nivo ako ni%e ,o,un%en5* S"ru%a ime!u e&ek"ri+ki vod&%ive sonde i e&ek"ri+ki vod&%ivo(

uorka mo7e se dak&e ,re"vori"i u "o,o(ra6ski mode& uorka* Na,redak %e os"varen

usavr:avan%em ,ieoe&ek"ri+ni' re(u&a"ora kre"an%a na 3x2y5 ravni 3"%* ravni ,ovr:ine5

i ,oz osi 3okomi"o na ,ovr:inu5* Sonda %e sada mo(&a skenira"i veoma &iu ,ovr:ine*Kru( ,ovra"ne s,re(e mo7e i"i ure!en "ako da na od(ovara%u#i na+in ,ode:ava

,omi.an%e ,oz osi2 kako i se "une&irana s"ru%a odr7ava&a kons"an"nom*

;rin.i, mini%a"urni' sondi ko%e se kre#u inad ,ovr:ine uorka i s"a&no vra#a%u neku

in6orma.i%u o "o,o(ra6i%i2 i&i "ren%u2 i&i 'emi%sko% ,rirodi s"a&no se ,ro:irivao i ,okriva

mno(oro%ne ra&i+i"e skenira%u#e mikrosko,e* Ovakav mikrosko, ko%i se na%vi:ekoris"i %e "v* mikrosko, a"omski' si&a 3atomic force microscope4 AM5 ko%i mo7emo

vid%e"i na s&i%ede#o% s&i.i*

;rednos" mikrosko,a sa sondama u odnosu na e&ek"ronske mikrosko,e %e "a :"o

mikrosko,i sa sondama mo(u d%e&ova"i u raku na a"mos6erskom ,ri"isku2 +ak i u

"eku#inama* A&i2 si&e ko%ima se d%e&u%e na uorak re&a"ivno su ve&ike i a vri%eme

os&ikavan%a uorak se mo7e iskrivi"i i&i +ak uni:"i"i* ;risus"vo "eku#ine 3+ak "anki'

6i&mova vode ko%i o&a7u ,ovr:inu uorka i skenira%u#e( vr'a sonda5 "ako!e mo(u

,ravi"i :"e"u %er ,ou!u%e ka,i&arne si&e2 ko%e mo(u ,ovu#i vr' ,rema ,ovr:ini uorka*

Ve&iku va7nos" do,rin%e&o %e uvo!en%e "v* )"a,ka%u#e( na+ina rada2 kod ko%e(

kono&a os.i&ira ver"ika&no i "ako minimiira kon"ak" vr'a sonde s urokom2 "e redu.irasme"n%e*


8/12

Ver"ika&na reo&u.i%a o(rani+ena %e samo ,ieoe&ek"ri+nim kris"a&om ko%i ,okre#e

uorak u odnosu na (&avu i ,os"avkom a de"ek.i%u o"k&ona kono&e* Sunanome"arsku

reo&u.i%u ni%e "e:ko doi"i* @o+na reo&u.i%a %e oi+no o(rani+ena radi%usomR (&ave*;os"o%e#a "e'no&o(i%a %e s,osona a ru"insku masovnu ,roivodn%u (&ava od si&ikona

i&i si&ikon ni"rida s radi%usom R ve&i+ine neko&iko dese"aka nanome"ara* Vid&%iva o+na

dimeni%aLa o&ik +i%i %e radi%us r inosi8

L Rr

Inova"ivno r%e:en%e ,ro&ema ,re"%erane o+ne :"o d%e&u%e na uorak %e skenira%u#a

mikrosko,i%a ionskom s"ru%om2 SIM 3s.annin( ion .urren" mi.ros.o,5 :"o mo7emo

vid%e" na s&i%ede#o% s&i.i*


9/12

Kod o&ika ko%i su ve&i+ine samo neko&iko nanome"ara koris"e se u&"ra o:"ri vr'ovi

(&ava2 ko%e %e %ako "e:ko na,ravi"i i ko%i su %ako kr'ki* Tako!er2 ako se os&ikavan%e vr:i

u "e+nos"i2 na (&avi se mo(u ,o%avi"i ne+is"o#e ko%e #e ,ove+a"i radi%us (&ave*

!.(. Metroloija samos"la#anja

Ovd%e %e .i&% da se nano-o%ek"i ras,r:e nasumi+no u "eku#ini i da se onda asorira%u i

oku,e na +vrs"o% ,od&oi* Da i se us,os"avi&i osnovni odnosi ime!u "eku#ine i,od&o(e2 ,o"rean %e neki neunemiru%u#ina+in a

a5 ro%an%e dodani' +es"i.a25 u"vr!ivan%a rine n%i'ovo( dodavan%a i

.5 u"vr!ivan%a s"ruk"ure samosk&o,&%eno( 6i&ma*

O,"i+ke me"ode os&an%a%u se na ,roma"ran%u ,rom%ene koe6i.i%en"a re6&eksi%e na

su+e&%u +vrs"a ma"eri%a?"eku#ina o( naku,&%an%a nano-o%eka"a* O,"i+ka

va&ovodna s,ek"rosko,i%a &a(ano( moda os&an%a se na ,oreme#a% nes"a&no( ,o&%a

(enerirano( va&ovima ko%i su vo!eni u ,od&o(u od s"rane nano-o%eka"a2 ,od

uv%e"om da se n%i'ova ,o&ariii&nos" ra&iku%e od ,o&ariii&nos"i "eku#ine*

Ako %e ,od&o(a "anki me"a&ni 6i&m2 a ,ra#en%e ,risus"va nano-o%eka"a mo7e se

"ako!er koris"i"i o,"i+ki ,ou!ena ,ovr:inska ,&amonska reonan.a ,remda %e man%e

os%e"&%iva i man%e in6orma"ivna od o,"i+ke va&ovodne s,ek"rosko,i%e &a(ano( moda*Ako se kao ,od&o(a koris"i e&ek"rodom ,resvu+eni ,ieoe&ek"ri+ni kris"a&2 ,rom%ene u


10/12

6rekven.i%i reonan"ni' vira.i%a kris"a&a2 "e rasi,an%e n%e(ove os.i&a.i%e2 mo(u "ako!er

,ru7i"i korisne in6orma.i%e*


11/12

(. a"lju-a"

Da i se ivr:i&a m%eren%a u nano"e'no&o(i%ama ,o"reni su ,oseni mikrosko,i %er su

"o "e'no&o(i%e ko%e nisu vid&%ive (o&im okom* Le#a mikrosko,a mo(u uve+a"i,osma"rani o%eka" i do 1000 ,u"a2 a&i o%eka" ve&i+ine od /00 nm i sa "o&ikim

uve+an%em %ako %e "e:ko viua&iira"i* I "o( ra&o(a a m%eren%a u nano"e'no&o(i%ama

uvode se me"ode8

sman%ivan%e va&ne du7ina sv%e"&os"i

rade#i u &iskom ,o&%u2 odnosno u da&ekom ,o&%u

odus"a%an%em od iravno( os&ikavan%a i

kori:"en%em ,o",uno dru(a+i%e( ,ris"u,a od navedeni'


12/12

).iteratura

/* Nano"e'no&o(i%a2 E&ek"ro"e'ni+ki 6aku&"e" u Sara%evu2 100F*1* *'r*iki,edia*or(

Documents

Mjeriteljstvo u Mikro i Nano Tehnologijama - SCRIBD