ГОСТ ISO/TS 80004-6-2016. Межгосударственный стандарт. Нанотехнологии. Часть 6. Характеристики нанообъектов и методы их определения. Термины и определения

сканирующая зондовая микроскопия; СЗМ: Метод исследования объекта с помощью микроскопа, формирующего изображение объекта путем механического перемещения зонда и регистрации взаимодействия между зондом и поверхностью объекта.

scanning probe microscopy; SPM

Примечания

1 Термин "сканирующая зондовая микроскопия" является общим термином для таких понятий, как "атомно-силовая микроскопия" (АСМ) (3.5.2), "сканирующая оптическая микроскопия ближнего поля" (СОМБП) (3.5.4), "сканирующая микроскопия ионной проводимости" (СМИП) и "сканирующая туннельная микроскопия" (СТМ) (3.5.3).

2 С помощью микроскопов, применяемых в различных методах СЗМ, можно получать изображения объектов с пространственным разрешением от атомарного, например в СТМ, до 1 мкм, например, в сканирующей термомикроскопии.

[ISO 18115-2, статья 3.30]

атомно-силовая микроскопия; ACM (Нрк. сканирующая силовая микроскопия; ССМ): Метод исследования объекта с помощью микроскопа, формирующего изображение объекта в результате регистрации силы взаимодействия зондового датчика (кантилевера) с поверхностью объекта в процессе сканирования.

atomic force microscopy; AFM; scanning force microscopy (deprecated); SFM (deprecated)

Примечания

1 С помощью АСМ можно исследовать объекты из проводниковых и диэлектрических материалов.

2 В процессе работы в некоторых атомно-силовых микроскопах (АСМ) перемещают образец в направлении осей x, y, z, а кантилевер остается неподвижным, в других АСМ перемещают кантилевер, оставляя неподвижным образец.

3 С помощью АСМ можно выполнять измерения в вакуумной, жидкой или контролируемой газовой средах и исследовать объекты с атомарным разрешением в зависимости от образца, размера кантилевера и кривизны его острия, а также соответствующих настроек для получения изображений.

4 С помощью АСМ в процессе сканирования регистрируют силы, действующие на кантилевер, например, продольные и поперечные силы, силы трения и сдвига. Методы АСМ имеют наименования в зависимости от регистрируемой силы, например, поперечно-силовая микроскопия. Термин "атомно-силовая микроскопия" является общим термином для всех понятий методов силовой микроскопии.

5 АСМ регистрирует в конкретных точках силы, действующие на кантилевер со стороны поверхности объекта, и из массива пикселей генерирует изображение объекта.

6 Для исследования нанообъектов применяют АСМ с эффективным радиусом острия кантилевера менее 100 нм. В зависимости от материала исследуемого объекта суммарная сила между острием и объектом должна быть приблизительно 0,1 мкН, в противном случае могут произойти необратимая деформация поверхности объекта и повреждение острия кантилевера.

[ISO 18115-2, статья 3.2]

сканирующая туннельная микроскопия; СТМ: СЗМ (3.5.1), применяемая для исследования рельефа поверхности объекта с помощью микроскопа, формирующего изображение путем регистрации данных о туннелировании носителей заряда сквозь промежуток между исследуемым токопроводящим объектом и сканирующим его поверхность токопроводящим зондом.

scanning tunnelling microscopy; STM

Примечания

1 С помощью СТМ можно выполнять измерения в вакуумной, жидкой или контролируемой газовой средах, исследовать объекты с атомарным разрешением в зависимости от образца и кривизны острия зонда и получать информацию о плотности состояний атомов поверхности объекта.

2 Изображения могут быть сформированы на основе данных о высоте рельефа поверхности объекта при постоянных значениях туннельного тока или о туннельном токе при постоянных значениях высоты рельефа поверхности объекта, а также на основе других данных в зависимости от режимов взаимодействия зонда и поверхности исследуемого объекта.

3 С помощью СТМ можно получить информацию о локальной туннельной проводимости (туннельной плотности состояний) исследуемого объекта. Следует учитывать, что при изменении положения зонда относительно поверхности объекта получают отличные друг от друга изображения рельефа одной и той же поверхности.

[ISO 18115-2, статья 3.34]

сканирующая оптическая микроскопия ближнего поля; СОМБП; ближнепольная сканирующая оптическая микроскопия; БСОМ: Метод исследования объекта с помощью светового микроскопа, формирующего изображение объекта путем регистрации взаимодействия электромагнитного поля между объектом и оптическим зондом, сканирующим его поверхность, радиус острия которого меньше длины излучаемой световой волны.

near-field scanning optical microscopy; NSOM; scanning near-field optical microscopy; SNOM

Примечания

1 Зонд микроскопа размещают вблизи поверхности исследуемого объекта и удерживают на постоянном расстоянии. Зонд совершает колебательное движение параллельно поверхности объекта, при этом регистрируют изменения амплитуды и фазы отраженных сигналов и получают информацию о рельефе поверхности объекта.

2 Размер оптического зонда микроскопа зависит от размера отверстия (апертуры) диафрагмы, расположенной на конце зонда. Отверстие диафрагмы имеет размеры в диапазоне от 10 до 100 нм, что и определяет разрешающую способность микроскопа. В зависимости от наличия или отсутствия диафрагмы на конце зонда СОМБП разделяют на апертурные и безапертурные. В безапертурном СОМБП зонд представляет собой заостренное оптическое волокно, покрытое слоем металла, с радиусом на конце от 10 до 100 нм.

3 С помощью СОМБП получают не только растровое изображение объекта, но и информацию о характеристиках рельефа его поверхности, аналогичные тому, которые можно получить с помощью АСМ (3.5.2) и других методов зондовой микроскопии.

[ISO 18115-2, статья 3.17]

растровая электронная микроскопия; РЭМ (Нрк. сканирующая электронная микроскопия; СЭМ): Метод исследования структуры, состава и формы объекта с помощью микроскопа, формирующего изображение объекта путем сканирования его поверхности электронным зондом (электронным пучком) и регистрации характеристик вторичных процессов, индуцируемых электронным зондом (например, вторичная электронная эмиссия, обратное рассеяние электронов и рентгеновское излучение).

scanning electron microscopy; SEM

[ISO 17751, статья 4.10, определение термина изменено]

просвечивающая электронная микроскопия; ПЭМ: Метод исследования объекта с помощью микроскопа, формирующего изображение объекта или его дифракционной картины электронным пучком (электронным зондом), проходящим сквозь этот объект и взаимодействующим с ним.

transmission electron microscopy; TEM

[ISO 29301:2010, статья 3.37, определение термина изменено]

просвечивающая растровая электронная микроскопия; ПРЭМ: Метод исследования объекта с помощью микроскопа, формирующего изображение объекта или его дифракционной картины сфокусированным электронным пучком (электронным зондом), проходящим сквозь этот объект и взаимодействующим с ним.

scanning transmission electron microscopy; STEM

Примечания

1 Диаметр сфокусированного электронного пучка (электронного зонда) должен быть менее 1 нм.

2 С помощью ПРЭМ получают изображение поверхности и внутренней микроструктуры тонких образцов [или мелких частиц (2.9)] объекта с высоким разрешением, а также исследуют особенности химических и структурных характеристик участков микронных или субмикронных размеров объекта путем регистрации, например спектров рентгеновского излучения, и формирования дифракционной картины.

[ISO/TS 10797, статья 3.10, определение термина изменено]

3.5.8 микроскопия медленных электронов; ММЭ: Метод исследования объекта с помощью микроскопа, формирующего изображение объекта или его дифракционной картины упруго отраженными электронами низких энергий, генерируемыми электронным пучком без сканирования поверхности объекта.

low energy electron microscopy; LEEM

Примечания

1 ММЭ обычно применяют для получения информации об объектах, имеющих ровные чистые поверхности.

2 В ММЭ первичные электроны энергией от 1 до 100 эВ попадают на исследуемый объект, а отраженные электроны формируют увеличенное изображение поверхности этого объекта.

3.5.9 растровая ионная микроскопия: Метод исследования объекта с помощью микроскопа, формирующего изображение путем сканирования поверхности объекта сфокусированным ионным пучком диаметром от 0,1 до 1 нм.

scanning ion microscopy

Примечание - В качестве источника ионов используют гелий, неон и аргон.

конфокальная световая микроскопия: Метод исследования объекта с помощью светового микроскопа, имеющего диафрагму с малым отверстием, расположенную перед фокальной плоскостью и позволяющую регистрировать только те световые лучи, которые исходят из анализируемой точки объекта, блокируя свет от остальных точек.

confocal optical microscopy

Примечания

1 Полное изображение исследуемого объекта в конфокальном световом микроскопе получают путем последовательного сканирования точек объекта. Формирование изображения происходит благодаря свойству инерционности зрения при быстром сканировании или посредством использования фотоприемников и электронных запоминающих устройств.

2 Метод конфокальный световой микроскопии позволяет получать изображение объекта с улучшенными контрастом и пространственным разрешением за счет блокирования внефокусных лучей.

[ISO 10934-2:2007, статья 2.11, определение термина изменено]

3.5.11 эллипсометрическая микроскопия с усилением контраста изображения; ЭМУК: Метод исследования объекта с помощью светового микроскопа с широкоугольной оптической системой, формирующего изображение путем усиления контраста изображения объекта скрещенными поляризаторами, позволяющими фиксировать отраженный от объекта свет и блокировать отраженный свет от подложки или предметного стекла.

surface enhanced ellipsometric contrast microscopy; SEEC microscopy

Примечание - В микроскопе применяют специальные антиотражающие подложки, усиливающие контраст изображения и улучшающие разрешающую способность микроскопа в 100 раз.

флуоресценция: Явление поглощения излучения объектом с последующим выделением поглощенной энергии в виде излучения с большей длиной волны.

fluorescence

[ISO 18115-2:2010, статья 5.52]

3.5.13 флуоресцентная микроскопия: Метод исследования объекта с помощью светового микроскопа, формирующего изображение объекта путем регистрации испускаемой им флуоресценции (3.5.12).

fluorescence microscopy

Примечания

1 В данном методе применяют микроскоп, в котором для возбуждения флуоресценции объекта предусмотрен источник света, а длина волны испускаемой объектом флуоресценции всегда больше длины волны света возбуждения. Для разделения света возбуждения и испускаемой объектом флуоресценции в микроскопе предусмотрены специальные фильтры.

2 К методам флуоресцентной микроскопии относят эпифлуоресцентную микроскопию, конфокальную микроскопию, флуоресцентную микроскопию полного внутреннего отражения (ФМПВО) (3.5.14) и микроскопию сверхвысокого разрешения (3.5.15).

3 В данном методе для исследования объектов применяют флуоресцирующие красители. Для объектов, демонстрирующих при облучении автофлуоресценцию, красители не требуются.

флуоресцентная микроскопия полного внутреннего отражения; ФМПВО: Метод исследования объекта с помощью светового микроскопа, формирующего изображение объекта путем регистрации испускаемой им флуоресценции (3.5.12), возбуждаемой затухающей волной в тонком пограничном слое раздела двух сред с разными показателями преломления.

total internal reflection fluorescence microscopy; TIRF microscopy

[ISO 10934-2:2007, статья 2.51, определение термина изменено]

3.5.15 микроскопия сверхвысокого разрешения: Метод исследования объекта с помощью микроскопа, формирующего его изображение с пространственным разрешением выше дифракционного предела.

super-resolution microscopy

Примечания

1 Наиболее распространены следующие виды микроскопии сверхвысокого разрешения: микроскопия локализованных флуоресцентных молекул (3.5.16), микроскопия снижения стимулированной эмиссии (МССЭ) и микроскопия структурированного облучения (МСО).

2 Большинство видов микроскопии сверхвысокого разрешения основано на явлении флуоресценции (3.5.12).

3.5.16 микроскопия локализованных флуоресцентных молекул: Вид микроскопии сверхвысокого разрешения (3.5.15), с помощью которой реконструируют изображение объекта по зарегистрированной с высокой точностью и сохраненной информации о распределении в нем флуоресцентных молекул (флуорофоров).

localization microscopy

Примечания

1 В настоящее время существуют различные виды микроскопии локализованных молекул, которые отличаются типами применяемых флуорофоров, флуоресцирующих в зависимости от вида действующего возбуждения. К микроскопии локализованных молекул относят, например, микроскопию локализованной фотоактивации (МЛФ) (в качестве флуорофоров применяют флуоресцентные белки) и микроскопию стохастической оптической реконструкции (МСОР), которые основаны на контролируемом "включении" и "выключении" флуорофоров и их последовательной регистрации.

2 Для получения картины распределения флуорофоров в объекте (изображение объекта) необходимо наличие достаточного числа последовательных кадров, позволяющих определить точные координаты всех флуорофоров. При этом должны быть созданы такие условия, чтобы флуорофоры флуоресцировали не одновременно, а по очереди, и изображения флуорофоров в различных кадрах не были перекрыты.