探針顯微技術(shù)sppt課件-閱讀頁(yè)
2025-05-18 23:57本頁(yè)面
【正文】 TM的 PtIr針尖上的為 6V，停留在局部 100181。 ? 原子力顯微鏡（ AFM） ? STM以具分辨率高，應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)，但也有局限性，對(duì)不導(dǎo)電的樣品，或?qū)Ρ砻嬗休^厚氧化層的導(dǎo)體在應(yīng)用時(shí)，還需對(duì)樣品進(jìn)行鍍金、鍍碳等處理。目前，除了 STM， AFM是最重要 SPM技術(shù)。 ? AFM基本原理 ? 1 工作原理 ? AFM利用一個(gè)對(duì)力敏感的傳感器探測(cè)針尖與樣品之間的相互作用力來(lái)實(shí)現(xiàn)表面成像 ? 將針尖固定在對(duì)微弱力極其敏感的彈性微懸臂上，當(dāng)針尖與樣品表面接觸時(shí)，針尖尖端原子與樣品表面之間存著極微弱的作用力 。 ? 圖 原子與原子之間的交互作用力因?yàn)楸舜酥g的距離的不同而有所不同，其之間的能量表示也會(huì)不同。 △ Z ? h－微懸臂的力常數(shù)，通過(guò)測(cè)定微懸臂形變量△ Z，就可以得到針尖與樣品表面作用力與距離的關(guān)系， ? 當(dāng)針尖在樣品表面進(jìn)行掃描時(shí)，記錄針尖運(yùn)動(dòng)的軌跡，就可以得到樣品表面形貌的信息。 ? AFM：針尖 / 樣品之間作用力的變化。 ? AFM的檢測(cè)方法類(lèi)似于 STM：恒力模式和恒高模式 。 ? ii 電容檢測(cè)法 ? 平極電容器的電容值與極板間距離成反比，將微懸臂作為一個(gè)極板，傳感器作為另一個(gè)極板， z方向的變化可以導(dǎo)致平極電容器電容值的改變，但這種方法的分辨率較低，約為 ，比隧道電流法低。光學(xué)干涉法的原理類(lèi)似于邁克爾遜干涉儀，用兩束正交的偏振光，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)。 ? 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。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)。 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)。 ? 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。 ? 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。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?？梢苑治錾锓肿拥姆肿觾?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。 ? 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。 ? 5．如何解釋 STM圖
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