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

 

Космический корабль
Космический корабль

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ» (Интересные научные события 2020 года от Американского физического общества (APS): Новый век сверхпроводимости. Магические углы в графене. Новые рекорды LIGO и Virgo: сверхмассивные и асимметричные слияния черных дыр. Свет от темной материи в эксперименте Xenon. Чего не хватает для создания квантового интернета? Коперниканский переворот в нейронных сетях. Червякомешалка. Вселенский метроном и предел точности атомных часов. Благородные металлы и графен против токсичных газов. Мультиферроик с ферродолинным упорядочением. Борные сенсоры азотосодержащих загрязнителей.

Наносистемы: физика, химия, математика (2020, Т. 11, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume11/11-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

С Новым годом!
Дорогие друзья и коллеги!
Поздравляем с наступающим 2021 годом!
Желаем всем хорошего настроения и здоровья, удачи во всем и новых достижений!

Спинтроника и iPod
В.В.Уточникова
В 1988 году Альберт Ферт и Петер Грюнберг независимо друг от друга обнаружили, что электросопротивление композитов, составленных из чередующихся слоев магнитного и немагнитного металла может невероятно сильно меняться при приложении магнитного поля. В течение десятилетия это, казалось бы, эзотерическое наблюдение революционным образом изменило электронную промышленность, позволяя накапливать на жестких дисках все возрастающий объем информации.

ДНК правит компьютером
Бидыло Тимофей Иванович
Наиболее вероятно, что главным революционным отличием процессоров будущего станут объемная (3D) архитектура и наноразмер составляющих, что позволит головокружительно увеличить количество элементов. Сегодня кремниевые технологии приближаются к своему технологическому пределу, и ученые ищут адекватную замену кремниевой логике. Клеточные автоматы, спиновые транзисторы, элементы логики на молекулах, транзисторы на нанотрубках, ДНК-вычисления…

Будущее техники отразилось в идеальном нанозеркале
Кушнир Сергей Евгеньевич
Свыше 99,9% падающего излучения отражает новое зеркало, построенное физиками США. А ведь толщина его составляет всего-то 0,23 микрометра. Специалисты говорят, что новинка способна улучшить параметры многих компьютерных устройств, где применяется лазерная оптика.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

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!



 
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.