К вопросу о применимости метода АСМ для исследования химической структуры поверхности металлических и полимерных объектов

                                    ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА                      11
ХИМИЯ
2004 №9

УДК 544.722.122 + 539.61

А.М. Ляхович, А.Е. Муравьев, А.В. Непогодин, М.А. Широбоков

К ВОПРОСУ О ПРИМЕНИМОСТИ АСМ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
ХИМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ И ПОЛИМЕРНЫХ ОБЪЕКТОВ

Методом атомно-силовой микроскопии (АСМ) исследована поверхность образцов
различной химической структуры. Выявлено, что структура поверхности, а также
способ подготовки поверхности к исследованию оказывают влияние на характер
взаимодействия «игла микроскопа – образец», а также на величину капиллярного
эффекта и локальное распределение величин сил адгезии.

Ключевые слова: АСМ, поверхность, сила взаимодействия.

Сканирующая зондовая микроскопия – это совокупность методов, позволяющих определять с помощью различных микрозондов локальные механические, электрические, магнитные и другие свойства поверхности. Зондовые микроскопы широко используются для исследований в различных областях физики,
химии, биологии, медицины и материаловедения. Зондовые микроскопы применяют в качестве контрольно-измерительной аппаратуры при производстве сложных интегральных схем и перспективных носителей информации. Самое широкое применение среди зондовых микроскопов нашел атомно-силовой микроскоп, принцип действия которого основан на определении силы взаимодействия
между микроострием иглы и поверхностью образца, величина которой зависит
от многих характеристик образца [1] .
Целью работы было изучение влияния взаимодействия «игла атомносилового микроскопа – образец» на характер зависимости кривых «сила взаимодействия – расстояние» и выявление взаимосвязи химической структуры образца
с величиной сил адгезии между иглой микроскопа и образцом.

Материалы и методика исследований
Исследования проводились на образцах с разной химической структурой.
Рассматривались поверхности металлической подложки (воздушно-окисленная
низкоуглеродистая сталь) и полимерных пленок. Полимерные пленки с различной
гидрофобностью и степенью сшитости поверхности получены осаждением в
плазме пентана на металлическую подложку  и осаждением в плазме гептана на
полиэтилентерефталатную подложку по методике, описанной в [2; 3]. Режимы
плазмообработки: мощность разряда – 40 Вт, давление паров мономера до разжигания разряда – 12 Па, длительность обработки образцов в плазме пентана 300 с, а
в плазме гептана 60 с. Микрорельеф и адгезионные свойства поверхности образцов изучали методом атомной силовой микроскопии (АСМ) на приборе Р47-Solver
в контактном режиме по методикам, описанным в [2; 4]. Изменение локальных
адгезионных свойств, а следовательно, полярности поверхности пленок оценивали