表面分析方法ppt課件(參考版)
2025-01-18 10:45本頁面
【正文】 。 2022/2/12 HPULQ 48 AFM應(yīng)用 ? AFM的主要功能同 STM一樣。在掃描過程中微懸臂是振蕩的并具有較大的振幅，針尖在振蕩時(shí)間斷地與樣品接觸； – 由于針 尖同樣品接觸，其分辨率通常幾乎與接觸式一樣好，但因?yàn)榻佑|是非常短暫的，剪切力引起的破壞幾乎完全消失。 2022/2/12 HPULQ 46 ? 非接觸式（ noncontact mode)： – 針尖在樣品表面的上方振動(dòng)，始終不與樣品表面 接觸，針尖探測(cè)器檢測(cè)的是范德瓦耳斯吸引力和靜電力等對(duì)成象樣品沒有破壞的長程作用力； – 非接觸模式可增加顯微鏡的靈敏度，但分辨率要比接觸模式低，且實(shí)際操作比較困難。 2022/2/12 HPULQ 43 2022/2/12 HPULQ 44 AFM操作模式 2022/2/12 HPULQ 45 ? 接觸式（ contact mode)： – 針尖始終同樣品接觸并在表面滑動(dòng)，針尖－樣品間的相互作用力是兩者互相接觸的原子中電子間存在的庫侖排斥力，其大小通常為 10－ 8～ 10－ 11 N， AFM中樣品表面形貌圖象通常是采用這種排斥力模式獲得的。 2022/2/12 HPULQ 41 三、原子力顯微鏡（ AFM) 2022/2/12 HPULQ 42 基本原理 ? AFM是使用一個(gè)一端固定而另一端裝有針尖的彈性微懸臂來檢測(cè)樣品表面形貌的。 2022/2/12 HPULQ 38 STM 恒流模式 點(diǎn)擊“ ZOOM”查看細(xì)節(jié) 右鍵點(diǎn)擊視頻外選擇退出 2022/2/12 HPULQ 39 STM 恒高模式 點(diǎn)擊“ ZOOM”查看細(xì)節(jié) 右鍵點(diǎn)擊視頻外選擇退出 2022/2/12 HPULQ 40 STM應(yīng)用 ? STM的主要功能是在原子級(jí)水平上分析表面形貌和電子態(tài)，后者包括表面能級(jí)性質(zhì)、表面態(tài)密分布、表面電荷密度分布和能量分布。 2022/2/12 HPULQ 37 ? 恒高度模式（ CHI）：針尖在表面掃描，直接探測(cè)隧道電流，再將其轉(zhuǎn)化為表面形狀的圖象。它是目前應(yīng)用最廣最重要的一種方式，一般用于樣品表面起伏較大時(shí)，如進(jìn)行組織結(jié)構(gòu)分析時(shí)。工作時(shí)，首先在被觀察樣品和針尖之間施加一個(gè)電壓，調(diào)整二者之間的距離使之產(chǎn)生隧道電流，隧道電流表征樣品表面和針尖處原子的電子波重疊程度，在一定程度上反映樣品表面的高低起伏輪廓。隧道電流 I是電極距離和所包含的電子態(tài)的函數(shù)。 2022/2/12 HPULQ 33 二、掃描隧道顯微鏡（ STM) 2022/2/12 HPULQ 34 基本原理 ? STM的理論基礎(chǔ)是隧道效應(yīng)。 超高真空 30~80K 嚴(yán)重?fù)p傷 1個(gè)原子層 STM 橫向： 1 197。 高真空 低溫、室溫、高溫 中等程度損傷 1000 197。各種顯微鏡的主要性能指標(biāo)如下表： 2022/2/12 HPULQ 32 顯微鏡類 型 分辨本領(lǐng) 工作條件 工作溫度 樣品損傷 分析深度 人眼 光學(xué)顯微鏡 ?m SEM（二次電子） 橫向： 6nm 高真空 低溫、室溫、高溫 輕微損傷 1?m 縱向：較低 TEM 橫向：點(diǎn) 3~5 197。 ? 俄歇電子峰的寬度 ：
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