探針顯微技術(shù)sppt課件-資料下載頁(yè)
2025-05-03 23:57本頁(yè)面
【正文】 光，分別探測(cè)微懸臂的固定端和針尖，經(jīng)過(guò)微懸臂反射后，兩束光發(fā)生干涉，干涉光相位移動(dòng)的大小與微懸臂形變量△ Z有關(guān)。在掃描過(guò)程中，通過(guò)反饋電路調(diào)整相位移恒定，就可以得到表面形貌圖像，分辯率在 z方向?yàn)?。 ? AFM儀器 ? 光束偏轉(zhuǎn)檢測(cè)型 AFM儀器微懸臂形變檢測(cè)系統(tǒng)上節(jié)講述。 ? a 微懸臂、針尖 ? 微懸臂對(duì) AFM的分辨率影響大，其材料、設(shè)計(jì)、形狀、結(jié)構(gòu)都是非常重要的，為了達(dá)到原子級(jí)的分辨率，微懸臂的力常數(shù)必須非常小，即 nN級(jí)的力的變化，必須能檢測(cè)出來(lái)。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(dòng)。 ? c 檢測(cè)系統(tǒng)：光束偏轉(zhuǎn)型，激光器常用 670nm ? d 反饋控制系統(tǒng)：保持光束偏轉(zhuǎn)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(yīng)用 ? a 表面形貌測(cè)定 ? AFM除了可以表征導(dǎo)體、半導(dǎo)體形貌之外，還可以直接用于絕緣體樣品表面形貌的檢測(cè)。除了可獲得原子級(jí)分辨率的圖像，還可以進(jìn)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(xué)性能 ? 將針類(lèi)表面鍍上導(dǎo)電層，形成導(dǎo)電 AFM，導(dǎo)電針尖作為一個(gè)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(duì)納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行局域電學(xué)性能的研究。 ? 例如：用導(dǎo)電 AFM研究發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)完整碳納米管的電阻明顯比結(jié)構(gòu)有缺陷的碳納米管電阻小。 ? ii 機(jī)械性能 ? 材料表面的摩擦、潤(rùn)滑是影響機(jī)械性能的重要因素。例如： LB膜的自組裝膜（ SAMs）都可以在物質(zhì)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(rùn)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(xué)性能研究。 ? c 生物材料 ? 一些生命過(guò)程，如 DNA復(fù)制，蛋白質(zhì)合成、神經(jīng)遞質(zhì)的傳遞等過(guò)程都由分子間作用力控制， AFM的高靈敏度成為探測(cè)這些微弱作用力的有力工具。可以分析生物分子的分子內(nèi)、分子間作用力，還可以用AFM對(duì) DNA等大分子進(jìn)行切割、彎曲、改變空間構(gòu)型等操縱。 ? d 納米結(jié)構(gòu)加工 ? 用 AFM技術(shù)能搬運(yùn)分子、原子，構(gòu)建納米結(jié)構(gòu)器件，可以用 AFM在某些金屬表 AFM這一性質(zhì)，在薄膜表面形成納米級(jí)的點(diǎn)陣，以實(shí)現(xiàn)超密度信息存儲(chǔ)等等。 ? 思考題： ? 1． SPM技術(shù)有什么特點(diǎn)？ ? 2． STM和 AFM的應(yīng)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？
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1