Różnorodność sond

Innowacyjne sondy

Artykuł dotyczy projektu pr. „Wytwarzanie metalowych sond o zróżnicowanym kształcie ostrza do zastosowania w mikroskopach sił atomowych (MetAP)”, którego kierownikiem jest dr hab. inż. Dariusz Jarząbek.

Mikroskop sił atomowych (AFM) stał się w ostatnich latach znaczącym urządzeniem badawczym w różnych dziedzinach nauki, takich jak inżynieria materiałowa, inżynieria powierzchni, biologia, mechanika itd. Jest to mikroskop o bardzo wysokiej rozdzielczość, który używa do pomiarów sondy skanującej powierzchnię, mówi dr hab. inż. Jarząbek.

Dzięki zaproponowanej w Instytucie Podstawowych Problemów Techniki  PAN nowej technologii wytwarzania sond do AFMów, możliwa będzie produkcja sond z dowolnego materiału, który można osadzić metodami osadzania galwanicznego lub PVD.

Co umożliwi technologia?

Produkt proponowany w ramach projektu znajdzie zastosowanie w każdej gałęzi przemysłu, w której występuje duże zapotrzebowanie na analizę właściwości elektrycznych powierzchni a szczególnie: rozkład, ładunku elektrostatycznego, przewodność elektryczną lub potencjał powierzchni.

Badania właściwości elektrycznych są szczególnie intensywnie wykorzystywane w fotowoltaice, badaniach ogniw paliwowych, materiałów na nowoczesne baterie, czyli we wszystkich istotnych obszarach badań materiałowych nowoczesnego przemysłu energetycznego. Obecnie najpowszechniej używane są sondy z napyloną warstwą przewodzącą, które posiadają wiele ograniczeń wśród których głównym, jest ich trwałość, która znacznie utrudnia dłuższe pomiary w jednym obszarze. Warstwa przewodząca w klasycznych sondach szybko się degraduje, a każda zmiana sondy oznacza zmianę skanowanego obszaru.

Innowacyjne sondy pomiarowe, które mają zostać opracowane w ramach tego projektu, będą tańsze w produkcji, w porównaniu do odpowiednich sond krzemowych, ale dodatkowo, będą wykonane w całości z różnych materiałów, dobranych pod konkretne zastosowania.

Dla przykładu, zakładamy, że prawdopodobnie najlepsze do większości badań elektrycznych będą sondy wykonane ze złota. Sondy wykonane z supertwardych materiałów (np. borków wolfram) będą natomiast idealne do pomiarów zużycia i indentacji w skali nano.

Dodatkowo, dzięki zastosowaniu materiałów o bardzo różnych właściwościach mechanicznych możliwe będzie wytworzenie sond o niespotykanie dużych (lub małych) stałych sprężystości oraz częstotliwościach rezonansowych, kończy dr hab. inż. Dariusz Jarząbek.

Życzymy samych sukcesów.