Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Определение площади поверхности, занимаемой тонким покрытием

Ключевые слова:  АСМ, золото, наноструктура, периодика, ПЭТФ, СЗМ, тонкое покрытие, Фемтоскан

Автор(ы): Большакова Анастасия Владимировна

Опубликовал(а):  Большакова Анастасия Владимировна

18 апреля 2012

Если ваш образец представляет собой однородную подложку с неравномерным покрытием, то мои советы по обработке микроскопических данных подобных образцов, могут быть вам весьма полезными.

В качестве образца использовали сто микронную пленку с тонким золотым покрытием. Пленку с покрытием растянули при комнатной температуре на 50%. При таких степенях деформации тонкое металлическое покрытие разрушилось, а лавсановая подложка осталась целой [А. Л. Волынский, Д. А. Панчук, А. В. Большакова, Л. М. Ярышева, Н. Ф. Бакеев , "СТРУКТУРА И СВОЙСТВА НАНОМЕТРОВЫХ ПОКРЫТИЙ, НАНЕСЕННЫХ НА ПОЛИМЕРЫ" // КОЛЛОИДНЫЙ ЖУРНАЛ, 2011, 73 (5), 579 - 598].

Помимо измерений ширины и длины фрагментов разрушения металлического слоя, можно попробовать оценить соотношение площадей, занимаемой «чистым» полимером и полимером с покрытием.

Это очень просто сделать в программе «ФемтоСкан Онлайн», используя функцию пороговой фильтрации. Из рисунка видно, что это соотношение получилось равным 60% к 40% (металл к полимеру).

А теперь обо всех необходимых шагах более подробно.

Первое что необходимо сделать – это открыть файл и произвести над ним
стандартную предварительную обработку – усреднить строки, вычесть средний наклон или сделать выравнивание макрорельефа (например, сделав выравнивание
сплайном
).

Теперь нужно сделать копию обработанного файла. Работать будем с копией, а на исходный файл будем смотреть для сравнения фильтрованного изображения с оригиналом.

К копии файла применим пороговую фильтрацию .

Появится диалоговое окно, в котором можно задать необходимый пороговый уровень. В случае с равномерной подложкой и тонким равномерным слоем, удобно установить значение во всех точках, превышающих максимальный уровень на максимальное значение высоты, а во всех точках, меньше установленного уровня установить значение, равное минимальному значению высоты (нужно поставить галочки в соответствующих окошках). В этом случае фильтрованное изображение будет двуцветным.


Правильно выбрать установленный уровень нам поможет сравнение фильтрованного изображения с исходным – нужно добиться максимального соответствия между исходным и фильтрованным изображениями.

На рисунке представлены исходное изображение и изображение после пороговой фильтрации при различных выбранных уровнях порога фильтрации.

Если применить функцию построения гистограммы с фильтрованного изображения, то мы сможем определить, какую в процентном отношении площадь занимает металлическое покрытие.

Для этого нужно переместить правый бегунок гистограммы в крайнее правое положение, что соответствует большим высотам.


Проценты на гистограмме показывают, сколько точек изображения имеют высоту в выбранном диапазоне (между бегунками). Но после пороговой фильтрации у нас осталось только две высоты – максимальная и минимальная, поэтому в этом случае выбирая максимальный диапазон, мы в одно движение мышки получаем процентное соотношение площади поверхности, которую занимает металлическое покрытие. Таким образом, в нашем случае, из рисунка мы определяем, что тонкое металлическое покрытие занимает 60% площади поверхности образца.

А теперь вспомним, что мы растянули нашу пленку на 50%, то есть в предположении, что металл не удлиняется при растяжении, у нас должно было получиться, что 66% поверхности относится к металлу, и 33% к чистому полимеру. Сравнивая с нашим измеренным результатом, можно говорить о хорошей степени соответствия расчетных и измеренных характеристик образца.

Чтобы увеличить точность измерений необходимо брать большой кадр, и более аккуратно выбирать уровень пороговой фильтрации.



Средний балл: 10.0 (голосов 2)

 


Комментарии
Chutko Vladimir, 25 апреля 2012 12:27 
Подобные задачи решаются просто:

1. Печатается микрофотография поверхности, измеряется ее площадь (фотографии. т.е длину Х ширину), фотография взвешивается.
2. Из фотографии ножницами маникюрными вырезаются участки интересующей площади. Вырезанные кусочки взвешиваются.
3. Площадь вырезанных участков = площадь исходной фотографии Х вес вырезанных участков : начальный вес фотографии.

Докомпьютерная, очень быстрая, особено при необходимости работы с большим числом изображений, и очень точная методика. Не требует специального образования и опыта работы. Наиболее хорошо с задачей справляются дети старшей группы детского сада. Их, кстати, обычно и привлекают для выполнения самого трудоемкого п.2.
Взвешивать долго Тут все делается за 5 секунд.
Chutko Vladimir, 29 апреля 2012 05:16 
Насчет 5 секунд я несколько сомневаюсь . Потом все эти фильтрации, усреднения... Фотошоп напоминает, а с фотошопом, как известно, можно получить любые графические результаты . А самое главное - старый описанный мной метод намного безопаснее. Поскольку, когда я зашел на сайт по ссылке и попытался узнать цену продукта, кликнув Buy Now!, мой МакАфи немедлено перекрыл доступ к сайту, предупредив, что это Dangerous Site и данный ресурс оценивается им как рискованный... .
Мой МакАфи так не делает ))) http://www.n...ducts_id=28

Так как мы имеем дела с обработкой данных зондовой микроскопии которой не было бы без развития компьютеров, и которые представляют собой именно цифровые данные, то все эти "усреднения", являются стандартной процедурой обработки данных зондовой микроскопии. Средний наклон почти всегда присутсвует на изображении, ведь образец невозможно расположить идеально ровно в масштабе нанометров, и он сильно мешает. Так как сканирование осуществляется по строкам и правильно обрабатывать изображение, когда все строки записаны в одном направлении, то при переходе от одной строки к другой, может быть скачок, чтобы и изображение выглядит "полосатым", и это является своего рода артефактом. Привести все данные к одному виду позволяет выравнивание строк. Остальное аналогично взвешиванию. ))) http://www.n...2.3.219.zip Полностью функциональна демо-версия действует 30 дней. Первая лицензия стоит 39 000 р, последующая 13 000 р. Лицензии бессрочные, можно обновлять программу, при выходе новой версии. Программой по обработке данных пользуются в Медицинском центре Небраски, в Политехнической школе в Лозанне, в Университете штата Аризоны, в МГУ, в ИНЭОСе, ...
Возможно получение бесплатной лицензии в образовательных целях на срок от 3 месяцев до года.
http://download.cnet.com/FemtoScan-Online /3000-2054_4-10848291.html?tag=mncol;1 или здесь
http://www.softpedia.com/get/Science-CAD/ FemtoScan-Online.shtml
здесь можно скачать
или здесь http://softw...Online.aspx
Приглашаю всех присоединиться к нашей страничке на Facebook.
https://www.facebook.com/AdvTechCenter
Но ведь методы обработки изображений изучают при получении этих самых изображений. Поэтому незачем было пиать эту статью

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Мостик из оксида титана
Мостик из оксида титана

Онлайн-школа РНФ-2020 «Аддитивные технологии: материалы, методы и перспективы»
7 октября НИТУ «МИСиС» совместно с Российским Научным Фондом проводит онлайн-школу для молодых ученых «Аддитивные технологии будущего: материалы, методы и перспективы». Участие в работе Школы является бесплатным. Школа будет проходить в онлайн-формате на платформе Zoom. Всю информацию участники получат по электронной почте.

Российские химики создали катализатор для топливных элементов из графен-тефлонового аэрогеля
Российские химики создали катализатор для топливных элементов из графен-тефлонового аэрогеля. Пористый нанокомпозит на основе оксида графена и тефлона, способный улучшить характеристики топливных элементов, синтезировали и изучили сотрудники Института физической химии и электрохимии имени А. Н. Фрумкина РАН и Института проблем химической физики РАН, Черноголовка. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Energy & Fuels.

КОНКУРС МОЛОДЕЖНЫХ ПРОЕКТОВ ПО ИННОВАЦИОННОМУ РАЗВИТИЮ БИЗНЕСА "ТЕХНОКРАТ"
Ежегодный всероссийский конкурс молодёжных проектов по инновационному развитию бизнеса "Технократ" продолжает отбор заявок, до 30 сентября. Заявки принимаются по четырём направлениям: цифровые технологии, медицина и технологии здоровьесбережения, новые материалы и химические технологии, новые приборы и интеллектуальные производственные технологии. Конкурс проводится среди граждан РФ от 18 до 30 лет, ранее не побеждавших в программе "УМНИК".

Летние лектории для школьников
ФНМ
Сотрудники Факультета наук о материалах и химического факультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова участвуют в лекториях двух летних школ, организованных Фондом Инфраструктурных и Образовательных Программ (группа РОСНАНО) - Нанограде и летней школе МФТИ.

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.