Wykorzystanie nanomarkerów na potrzeby precyzyjnego pozycjonowania próbki w skali submikrometrowej w celu zwiększenia czułości detekcji zmian morfologii powierzchni podczas badań procesów degradacyjnych
Andrzej Sikora(1, 2)
(1) Instytut Elektrotechniki, Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego we Wrocławiu, ul. M. Skłodowskiej-Curie 55/61, 50-369 Wrocław
(2) Centrum Materiałów Zaawansowanych i Struktur Inteligentnych, Polska Akademia Nauk, Okólna 2, 50-950 Wrocław
STRESZCZENIE
Procesy degradacji materiałów są jednym z kluczowych ograniczeń czasu życia różnego rodzaju produktów. W celu oceny odporności obiektów na działanie czynników środowiskowych odpowiedzialnych za te procesy wykonywane są znormalizowane badania. Ciągły rozwój inżynierii materiałowej wymusza jednak wprowadzanie nowych metod badawczych pozwalających na skuteczną ocenę dynamiki procesów degradacji. Mikroskopia sił atomowych jest narzędziem umożliwiającym m.in. pomiar właściwości morfologicznych i mechanicznych powierzchni w skali submikrometrowej, zatem z powodzeniem może być wykorzystywana w obserwacji efektów procesów erozji badanych obiektów. Lokalne niejednorodności kształtu powierzchni w połączeniu z przypadkowym doborem badanego obszaru próbki, mogą jednak istotnie zwiększać rozrzut zarejestrowanych parametrów chropowatości, obniżając czułość detekcji zmian morfologii. Zastosowanie tzw. nanomarkerów pozwala na powtarzalne (z dokładnością kilkudziesięciu nanometrów) ustalanie pola skanowania próbki w sposób umożliwiający przeprowadzanie kolejnych pomiarów kontrolnych w tym samym obszarze, co istotnie zwiększa miarodajność uzyskiwanych wyników i pozwala na detekcję nawet subtelnych zmian topografii. Co więcej, niniejsze podejście umożliwia także przeprowadzanie wnikliwych analiz niejednorodności przestrzennej degradacji powierzchni badanych materiałów poprzez porównanie dynamiki zmian chropowatości dla poszczególnych obszarów skanowania.