ضرورت کالیبره کردن دستگاه AFM برای فعالیت‌های صنعتی

محققان موسسه ملی اندازه‌شناسی فنلاند که روشی برای کالیبره‌کردن دستگاه‌های میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) دارند، معتقدند که این نوع کالیبراسیون برای استفاده از AFM در صنایع ضروری است.

کد خبر: ۱۲۸۵۱۶۱

تاریخ: ۰۵ خرداد ۱۴۰۱ - ۰۹:۳۴

به گزارش خبرگزاری دانا دانشمندان باید اندازه‌گیری‌های پیچیده‌تری نسبت به مردم عادی انجام دهند. از آنجایی که صنعت بیشتر و بیشتر به سوی مقیاس نانومتری می‌رود، نیاز به اندازه‌گیری قابل اعتمادتر و دقیق‌تر وجود دارد که به سختی می‌توان این نوع اندازه‌گیری‌ها را انجام داد. این موضوع به مترولوژی، علم اندازه‌گیری نیاز دارد.

اندازه‌شناسی در مقیاس نانو در حال حاضر برای اندازه گیری‌هایی نظیر دز دارو یا در توسعه تراشه‌های کامپیوتری برای دستگاه‌های دیجیتال ضروری است.

ویرپی کورپلاینن، دانشمند ارشد مرکز تحقیقات فنی فنلاند و موسسه ملی اندازه‌شناسی در اسپو، فنلاند، می‌گوید: «در هر جایی که اندازه‌گیری می‌کنید یا می‌خواهید اندازه‌گیری‌ها را مقایسه کنید، اندازه‌شناسی مورد نیاز است.»

از ابتدایی‌ترین تمدن‌ها، اندازه گیری‌های استاندارد و منسجم همیشه برای عملکرد روان جامعه بسیار مهم بوده است. در زمان‌های قدیم از کمیت‌های فیزیکی مانند اندازه‌گیری توسط اجزای بدن استفاده می‌شد.

استانداردسازی نیاز به تعاریف دقیق و اندازه‌گیری‌های منسجم دارد. به منظور دقت بیشتر، در دهه ۱۷۹۰ کمیسیون دولت فرانسه متر را به عنوان واحد اصلی فاصله استاندارد کرد. این امر اروپا را در مسیری به سوی سیستم استاندارد بین‌المللی واحد‌های پایه (SI) قرار داد که از آن زمان در حال تکامل بوده است.

از سال ۲۰۱۸، برخی از تعاریف کلیدی واحد‌های اندازه‌گیری مجدداً تعریف شده‌اند. اکنون آمپر، کلوین و مول به جای مدل‌های فیزیکی در طبیعت هستند. توسعه روش‌های اندازه‌گیری اغلب توسط علم فوق‌العاده پیچیده‌ای که فقط برای مترولوژیست‌ها آشناست، هدایت می‌شود.

مقیاس‌های نانو که زمانی قلمرو دانشمندان پژوهشی بود، اهمیت فزاینده‌ای در صنعت پیدا می‌کند. حتی پیشرفته‌ترین میکروسکوپ‌ها نیز باید کالیبره شوند، به این معنی که باید برای استاندارد کردن اندازه‌گیری‌های آن در اندازه‌های بسیار کوچک اقداماتی انجام شود. ویرپی کورپلاینن و همکارانش در سراسر اروپا در حال توسعه میکروسکوپ‌های نیروی اتمی بهبود یافته (AFM) در یک پروژه نام MetExSPM هستند.

این پروژه به میکروسکوپ‌های AFM اجازه می‌دهد تا با استفاده از اسکن با سرعت بالا، حتی بر روی نمونه‌های نسبتاً بزرگ، اندازه‌گیری‌های قابل اعتمادی را در وضوح نانومقیاس انجام دهند.

ویرپی کورپلاینن گفت: «صنعت اگر بخواهد فاصله بین سازه‌های واقعا کوچک را اندازه‌گیری کند به وضوح AFM نیاز دارد. تحقیقات بر روی AFM‌ها نشان داده است که خطا‌های اندازه‌گیری به راحتی در این مقیاس معرفی می‌شوند و می‌توانند تا ۳۰٪ افزایش پیدا کنند.»

تقاضا برای دستگاه‌های کوچک، پیچیده و با کارایی بالا به این معنی است که اهمیت مقیاس نانو در حال افزایش است. او از یک میکروسکوپ AFM و لیزر برای کالیبره کردن مقیاس‌های دقیق برای میکروسکوپ‌های دیگر استفاده کرد.

او همچنین پروژه دیگری به نام ۳ DNano را به منظور اندازه‌گیری اشیا سه‌بعدی در مقیاس نانو که همیشه کاملاً متقارن نیستند، مدیریت کرد. اندازه‌گیری دقیق چنین اشیایی از توسعه فناوری جدید در پزشکی، ذخیره انرژی و اکتشافات فضایی پشتیبانی می‌کند.