探針顯微技術sppt課件-資料下載頁
2025-05-03 23:57本頁面
【正文】 光，分別探測微懸臂的固定端和針尖，經過微懸臂反射后，兩束光發(fā)生干涉，干涉光相位移動的大小與微懸臂形變量△ Z有關。在掃描過程中，通過反饋電路調整相位移恒定，就可以得到表面形貌圖像，分辯率在 z方向為 。 ? AFM儀器 ? 光束偏轉檢測型 AFM儀器微懸臂形變檢測系統(tǒng)上節(jié)講述。 ? a 微懸臂、針尖 ? 微懸臂對 AFM的分辨率影響大，其材料、設計、形狀、結構都是非常重要的，為了達到原子級的分辨率，微懸臂的力常數(shù)必須非常小，即 nN級的力的變化，必須能檢測出來。常用氮化硅制作成帶有金字塔形針尖的 V字型微懸臂，如圖 ? b 掃描系統(tǒng)，同 STM，壓電陶瓷掃描管 x、 y方向移動。 ? c 檢測系統(tǒng)：光束偏轉型，激光器常用 670nm ? d 反饋控制系統(tǒng)：保持光束偏轉恒定，變化 z方向的距離，得到三維掃描成像。 a） 未熱處理薄膜樣品 b） 熱處理薄膜樣品 ? AFM應用 ? a 表面形貌測定 ? AFM除了可以表征導體、半導體形貌之外，還可以直接用于絕緣體樣品表面形貌的檢測。除了可獲得原子級分辨率的圖像，還可以進行納米顆粒、納米薄膜、納米管等材料的研究。 ? b 納米尺度的物理性能 ? i 電學性能 ? 將針類表面鍍上導電層，形成導電 AFM，導電針尖作為一個可以在納米尺度上掃描的微電極，利用AFM的空間分辨能力對納米結構進行局域電學性能的研究。 ? 例如：用導電 AFM研究發(fā)現(xiàn)結構完整碳納米管的電阻明顯比結構有缺陷的碳納米管電阻小。 ? ii 機械性能 ? 材料表面的摩擦、潤滑是影響機械性能的重要因素。例如： LB膜的自組裝膜（ SAMs）都可以在物質表面沉積一層排列有序的致密的單分子膜，可以利用AFM橫向力模式研究 LB膜和自組裝膜的摩擦力，發(fā)現(xiàn)自組裝膜的潤滑效果好于 LB膜。除此之外， AFM還可以用于微區(qū)硬度、彈性模量等力學性能研究。 ? c 生物材料 ? 一些生命過程，如 DNA復制，蛋白質合成、神經遞質的傳遞等過程都由分子間作用力控制， AFM的高靈敏度成為探測這些微弱作用力的有力工具。可以分析生物分子的分子內、分子間作用力，還可以用AFM對 DNA等大分子進行切割、彎曲、改變空間構型等操縱。 ? d 納米結構加工 ? 用 AFM技術能搬運分子、原子，構建納米結構器件，可以用 AFM在某些金屬表 AFM這一性質，在薄膜表面形成納米級的點陣，以實現(xiàn)超密度信息存儲等等。 ? 思考題： ? 1． SPM技術有什么特點？ ? 2． STM和 AFM的應用范圍有什么不同？ ? 3．什么是隧道電流。 ? 4． STM和 AFM的工作原理。 ? 5．如何解釋 STM圖像。 ? 6．從 AFM的力－距離曲線中能得到什么信息？
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