Skenování holografie blízkého pole ultrazvuku - Scanning near-field ultrasound holography

Princip skenování holografie blízkého pole ultrazvukem

Skenování ultrazvukové holografie blízkého pole (SNFUH) je metoda pro provádění nedestruktivního zobrazování podzemních a vestavěných struktur ve vysokém rozlišení v nano měřítku. SNFUH je zásadní pro analýzu materiálů, struktur a jevů, protože se stále zmenšují v mikro / nano měřítku. SNFUH je typ mikroskopie skenovací sondy (SPM) technika, která poskytuje informace o hloubce i prostorové rozlišení v měřítku 10 až 100 nm.[1]

Dějiny

Gajendra S. Shekhawat a Vinayak P. Dravid z Northwestern University (Evanston, IL, USA) vyvinuli SNFUH v roce 2005.[2][3] Pozorování měděný damascén touto technikou byly umožněny struktury prázdnoty v neprůhledném materiálu.[4]

Technika

Kombinování skenovací ultrazvukové holografie blízkého pole atomová síla akustická mikroskopie a ultrazvuková silová mikroskopie. Dva měniče se používají vysoké frekvence. Frekvence je obvykle vyšší než rezonanční frekvence konzoly. Jeden měnič je umístěn pod vzorkem a druhý je připevněn k konzole. Konzolu lze nazvat jako SPM akustický anténa, která snímá rušení akustických vln vysílaných měniči. Interference těchto vln vytváří povrchovou akustiku stojaté vlny. Vlny frekvence jsou mírně odlišné. The poruchy na fáze a amplituda povrchové akustické stojaté vlny jsou lokálně monitorovány anténou pomocí přístupu lock-in a elektronického modulu SPM. Tento elektronický modul vyvinuli Shekhawat a Dravid. Byl implementován pomocí rádiová frekvence (RF) přiblížení.

Používají se dva režimy:[5] Režim měkkého kontaktu je pro tvrdé konstrukce. V režimu blízkého kontaktu se špička nejprve dotkne povrchu a poté se pro biologické vzorky použije výtah f 2-5 nm.

Výhody oproti jiným technikám SPM

Tato technika využívá jak fáze, tak amplitudy rozptýlených ultrazvukových vln k vytváření obrazů vnitřních substruktur s rozlišením v měřítku.[Citace je zapotřebí ] Je nedestruktivní a poskytuje zobrazování v reálném prostoru, hloubkové informace, skryté informace v materiálech, prostorové rozlišení v měřítku 10-100 nm a může studovat různé materiálové systémy.

Viz také

Reference

  1. ^ Gajendra S. Shekhawat, Shraddha Avasthy, Arvind K. Srivastava, Soo-Hyun Tark a Vinayak P. Dravid “Sondování pohřbených defektů v extrémních ultrafialových vícevrstvých polotovarech pomocí ultrazvukové holografie" Transakce IEEE 2010
  2. ^ Shekhawat, Gajendra S .; Dravid, Vinayak P. (10.10.2005). "Nanoscale Imaging of Buried Structures via Scanning Near-Field Ultrazvuková holografie". Věda. 310 (5745): 89–92. Bibcode:2005Sci ... 310 ... 89S. doi:10.1126 / science.1117694. ISSN  0036-8075. PMID  16210534.
  3. ^ Gajendra Shekhawat a Vinayak P. Dravid "Neviditelný: Skenování ultrazvukové holografie blízkého pole (SNFUH) pro zobrazení s vysokým rozlišením a rozpoznávání vzorů" Mikroskopie a mikroanalýza 2007
  4. ^ Alain C. Diebold "Podpovrchové zobrazování se skenovací ultrazvukovou holografií" Vědecký časopis 2005
  5. ^ Gajendra S. Shekhawat a Vinayak P. Dravid "Nano měřítko zobrazování zakopaných struktur pomocí SNFUH" Věda 2005