原子力顯微鏡探針的主要作用分析
更(geng)新(xin)時間：2023-08-04瀏覽(lan)：2277次
原子(zi)力(li)顯微鏡探針(zhen)是一(yi)種(zhong)重要的(de)(de)納米測量和(he)成像(xiang)工(gong)具(ju)，具(ju)有(you)高分(fen)辨率和(he)精準度。它(ta)利用一(yi)個非接觸式探針(zhen)來感知樣品表面的(de)(de)微小(xiao)力(li)，并通過測量這些力(li)來獲取樣品的(de)(de)拓撲圖像(xiang)和(he)力(li)學性(xing)質。
AFM的核心部分是探(tan)針(zhen)(zhen)，也(ye)稱為探(tan)頭(tou)或(huo)探(tan)針(zhen)(zhen)尖。探(tan)針(zhen)(zhen)通常(chang)由單晶(jing)硅制成，其尖呈錐形或(huo)球形。它(ta)的尺寸通常(chang)在幾(ji)十納米(mi)(mi)到幾(ji)微米(mi)(mi)之間，取決于(yu)應(ying)用需求。探(tan)針(zhen)(zhen)尖的尖銳程度對于(yu)獲得高分辨(bian)率和清晰(xi)圖像至關(guan)重要。
在原子力顯微鏡探針中，探針(zhen)(zhen)被固定(ding)在彈(dan)簧懸(xuan)臂上。懸(xuan)臂的(de)(de)另一端連(lian)接到(dao)光(guang)束偏轉器，該裝置(zhi)可以(yi)測量探針(zhen)(zhen)受到(dao)的(de)(de)微小力(li)的(de)(de)變化(hua)。懸(xuan)臂的(de)(de)剛度(du)決定(ding)了探針(zhen)(zhen)施(shi)加在樣(yang)品表面的(de)(de)力(li)，因此選(xuan)擇合適的(de)(de)懸(xuan)臂是(shi)確(que)保(bao)測量準確(que)性和穩定(ding)性的(de)(de)關鍵。
探針與樣品(pin)之間的(de)(de)(de)相互作用(yong)是通過靜電力(li)(li)、吸(xi)附力(li)(li)、范(fan)德華(hua)力(li)(li)等(deng)進(jin)行的(de)(de)(de)。當探針靠近樣品(pin)表(biao)面(mian)時，相互作用(yong)力(li)(li)會使(shi)懸臂發(fa)生(sheng)微(wei)小的(de)(de)(de)彎曲或振動，這些變化可以通過光(guang)束偏轉器進(jin)行檢測(ce)和測(ce)量。
AFM可以(yi)實現多種掃(sao)描(miao)模(mo)式(shi)(shi)(shi)，包括(kuo)接觸(chu)式(shi)(shi)(shi)、非接觸(chu)式(shi)(shi)(shi)和磁力顯微(wei)鏡(jing)等(deng)。接觸(chu)式(shi)(shi)(shi)掃(sao)描(miao)模(mo)式(shi)(shi)(shi)中，探針直(zhi)接接觸(chu)樣品(pin)表(biao)面，并在其上運(yun)動。非接觸(chu)式(shi)(shi)(shi)掃(sao)描(miao)模(mo)式(shi)(shi)(shi)中，探針保持(chi)一定的距離，以(yi)避免對(dui)樣品(pin)造成損傷。磁力顯微(wei)鏡(jing)模(mo)式(shi)(shi)(shi)則(ze)利用探針尖附近的磁場變化來檢測樣品表面的磁性(xing)特征。
除(chu)了獲(huo)取拓(tuo)撲(pu)圖像，原(yuan)子力顯微鏡還可以用(yong)于測(ce)量(liang)樣品的力學(xue)(xue)性(xing)質(zhi)，如硬度、彈性(xing)模量(liang)和粘性(xing)等。通過(guo)施加控制力并(bing)測(ce)量(liang)探針的撓度，可以獲(huo)得與樣品力學(xue)(xue)性(xing)質(zhi)相關的信(xin)息(xi)。這使得AFM成為材料科(ke)學(xue)(xue)、納米(mi)科(ke)學(xue)(xue)和生物(wu)科(ke)學(xue)(xue)領域(yu)中重要(yao)的研究工(gong)具。
原子(zi)力顯(xian)微鏡(jing)探針的探針是實(shi)現(xian)高分辨率成像和納米(mi)測(ce)量(liang)的關鍵元素。探針的尖銳度(du)和穩定性(xing)(xing)決(jue)定了顯(xian)微鏡(jing)的成像質(zhi)量(liang)和測(ce)量(liang)精確度(du)。借助于(yu)原子(zi)力顯(xian)微鏡(jing)，科學家們能夠深入研究(jiu)納米(mi)尺度(du)下的物質(zhi)特性(xing)(xing)，推動(dong)納米(mi)科技的發展(zhan)。
QQ：
郵箱：
傳真：
地址：杭州市濱江區江南大道3778號元天科技大廈A6004室
