Publicação
Development of a beamline high speed atomic force microscope and tuning of a mechanical oscillator via a force feedback strategy
| Resumo: | O microscópio de força atómica (AFM) tem tido um papel preponderante na exploração de fenómenos à escala do nanómetro. Alvo de diversas melhorias, o microscópio tornou-se transversal no estudo da matéria mole. No entanto, existem ainda potencialidades não exploradas no uso deste instrumento como a combinação com outras técnicas de análise à nano escala, nomeadamente, técnicas de caracterização com Raios-X. Esta Tese trata o trabalho realizado num estágio no Instituto Europeu de Radiação de Sincrotrão. A principal parte da mesma visa o projecto de um novo tipo de AFM, que alia o microscópio com técnicas de difracção de Raios-X. Promete ainda a capacidade de analisar a matéria a escalas de tempo da ordem do segundo. O primeiro capítulo introduz o AFM e as técnicas de Raios-X, e motiva a construção deste novo instrumento. No segundo capítulo são explicados os desafios introduzidos pela combinação dos instrumentos, como o espaço para amostra extremamente pequeno ou a elevada estabilidade mecânica. No terceiro capítulo são apresentadas a montagem do instrumento, seus testes e adaptações necessárias. Comprova-se o seu bom funcionamento mostrando-se que o microscópio é capaz de fazer imagens de matéria mole a alta velocidade. O quarto capítulo concerne outra investigação executada durante o estágio. Nele mostra-se que o mecanismo de retroacção em força pode ser usado para controlar as propriedades dinâmicas (frequência de ressonância e factor de qualidade) de micro e nano-osciladores mecânicos. A gama de controlo alcançada ultrapassa aquela obtida através de outras técnicas para desenvolvidas para o mesmo efeito. Finalmente, no quinto capítulo é feita uma revisão do AFM de alta velocidade, elencando as próximas etapas que o levarão à utilização na linha de feixe. São enumerados os diversos pontos a melhorar e é feita uma reflexão sobre as opções tomadas ao longo do trabalho. |
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| Autores principais: | Vitorino, Miguel Vargas |
| Assunto: | Microscopia de força atómica Espectroscopia de raios-X Matéria mole Instrumentação Teses de mestrado - 2014 |
| Ano: | 2014 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade de Lisboa |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | Repositório da Universidade de Lisboa |
| Resumo: | O microscópio de força atómica (AFM) tem tido um papel preponderante na exploração de fenómenos à escala do nanómetro. Alvo de diversas melhorias, o microscópio tornou-se transversal no estudo da matéria mole. No entanto, existem ainda potencialidades não exploradas no uso deste instrumento como a combinação com outras técnicas de análise à nano escala, nomeadamente, técnicas de caracterização com Raios-X. Esta Tese trata o trabalho realizado num estágio no Instituto Europeu de Radiação de Sincrotrão. A principal parte da mesma visa o projecto de um novo tipo de AFM, que alia o microscópio com técnicas de difracção de Raios-X. Promete ainda a capacidade de analisar a matéria a escalas de tempo da ordem do segundo. O primeiro capítulo introduz o AFM e as técnicas de Raios-X, e motiva a construção deste novo instrumento. No segundo capítulo são explicados os desafios introduzidos pela combinação dos instrumentos, como o espaço para amostra extremamente pequeno ou a elevada estabilidade mecânica. No terceiro capítulo são apresentadas a montagem do instrumento, seus testes e adaptações necessárias. Comprova-se o seu bom funcionamento mostrando-se que o microscópio é capaz de fazer imagens de matéria mole a alta velocidade. O quarto capítulo concerne outra investigação executada durante o estágio. Nele mostra-se que o mecanismo de retroacção em força pode ser usado para controlar as propriedades dinâmicas (frequência de ressonância e factor de qualidade) de micro e nano-osciladores mecânicos. A gama de controlo alcançada ultrapassa aquela obtida através de outras técnicas para desenvolvidas para o mesmo efeito. Finalmente, no quinto capítulo é feita uma revisão do AFM de alta velocidade, elencando as próximas etapas que o levarão à utilização na linha de feixe. São enumerados os diversos pontos a melhorar e é feita uma reflexão sobre as opções tomadas ao longo do trabalho. |
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