afm原子力顯微鏡可實現納米級甚至原子級的分辨率
更新時(shi)間：2023-08-20瀏(liu)覽：1630次
afm原子力(li)(li)(li)顯微鏡是(shi)一(yi)種(zhong)常(chang)用(yong)(yong)于表(biao)(biao)征物質表(biao)(biao)面(mian)(mian)形貌和(he)(he)性(xing)質的(de)(de)(de)高分(fen)(fen)辨(bian)率(lv)顯微鏡。它(ta)通(tong)過探(tan)針(zhen)與(yu)樣品表(biao)(biao)面(mian)(mian)之間的(de)(de)(de)相互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)力(li)(li)(li)來(lai)獲(huo)取圖像(xiang)，具(ju)有非常(chang)高的(de)(de)(de)分(fen)(fen)辨(bian)率(lv)和(he)(he)三維成(cheng)像(xiang)能力(li)(li)(li)。工作(zuo)原理基于一(yi)個微小的(de)(de)(de)彈性(xing)探(tan)針(zhen)，通(tong)常(chang)是(shi)一(yi)根(gen)極(ji)細的(de)(de)(de)硅或碳納米管(guan)。這個探(tan)針(zhen)固定在一(yi)個懸臂(bei)上(shang)，并通(tong)過細微的(de)(de)(de)彈性(xing)運(yun)動來(lai)感知樣品表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)拓撲(pu)結構。當探(tan)針(zhen)接觸到樣品表(biao)(biao)面(mian)(mian)時，表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)相互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)力(li)(li)(li)將導(dao)致懸臂(bei)的(de)(de)(de)振(zhen)幅或頻(pin)率(lv)發生(sheng)變化。這種(zhong)變化被測量并轉換成(cheng)二維或三維的(de)(de)(de)圖像(xiang)。
afm原子力顯微鏡可以(yi)實現納米(mi)級(ji)甚至原子級(ji)的(de)分辨率。它可以(yi)檢測到樣品(pin)表面的(de)凸(tu)起和(he)凹(ao)陷，從而提供(gong)關于樣品(pin)形狀和(he)粗(cu)糙度的(de)詳細信(xin)息。此外，AFM還(huan)可以(yi)測量樣品(pin)的(de)力學(xue)(xue)性質，如硬度、彈性模量和(he)摩擦力等(deng)。這使得AFM不僅(jin)在(zai)材料科學(xue)(xue)領(ling)域(yu)廣(guang)泛(fan)應用，也在(zai)生物科學(xue)(xue)、納米(mi)技術(shu)和(he)化學(xue)(xue)等(deng)領(ling)域(yu)中得到廣(guang)泛(fan)應用。
afm的(de)(de)操(cao)作(zuo)相對簡單，只(zhi)需要將樣(yang)(yang)品固(gu)定在掃描(miao)平臺(tai)上，并(bing)將探針(zhen)(zhen)靠近樣(yang)(yang)品表面(mian)。當(dang)探針(zhen)(zhen)與樣(yang)(yang)品接(jie)觸時，懸臂的(de)(de)振幅(fu)或頻率變化會被(bei)探測器檢(jian)測到，并(bing)轉換成圖像顯示在計算(suan)機屏幕(mu)上。通過調整(zheng)探針(zhen)(zhen)的(de)(de)位置和掃描(miao)參數，可以獲得(de)不(bu)同區域的(de)(de)高分辨(bian)率圖像。
afm有幾(ji)種(zhong)主要(yao)模式(shi)，包括接觸(chu)(chu)模式(shi)、非(fei)接觸(chu)(chu)模式(shi)和諧振(zhen)模式(shi)。接觸(chu)(chu)模式(shi)下，探針(zhen)始終與樣品(pin)表(biao)面接觸(chu)(chu)，能(neng)夠提供最(zui)高(gao)的分(fen)辨(bian)率(lv)，但(dan)可能(neng)會(hui)對樣品(pin)表(biao)面產生磨損。非(fei)接觸(chu)(chu)模式(shi)下，探針(zhen)在(zai)樣品(pin)表(biao)面之上(shang)振(zhen)蕩，避免了(le)對樣品(pin)的損傷(shang)，但(dan)分(fen)辨(bian)率(lv)相對較低。諧振(zhen)模式(shi)結合了(le)兩種(zhong)模式(shi)的優點，既能(neng)獲得(de)較高(gao)的分(fen)辨(bian)率(lv)，又能(neng)減(jian)少對樣品(pin)的干擾。
afm原子力顯微(wei)鏡是(shi)一種強(qiang)大(da)的表(biao)征(zheng)工(gong)具，可(ke)以實現納(na)米級甚至(zhi)原子級的分辨率。它在材料科(ke)學、生物科(ke)學和納(na)米技術等領(ling)域中具有廣泛的應用(yong)(yong)前(qian)景，可(ke)以幫(bang)助科(ke)學家們深入(ru)了解材料的性質和相互作用(yong)(yong)機制。隨著技術的不斷進(jin)步，AFM將繼續發展，并(bing)為各個領(ling)域的研(yan)究提供更多(duo)可(ke)能性。
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