原子力顯微鏡的原理及其應用

2025-05-30 00:55:19 字數 3440 閱讀 4226

原子力顯微鏡的工作模式

1樓:荷蓉餜

原子力顯微鏡。

的工作模式有三種接觸模式、輕敲模式)和非接觸模式。想要了解的更詳細,可以諮詢park原子力顯微鏡。park原子力顯微鏡中的park nx20具有最強大全面的分析功能,可快速幫助客戶找到產品失效的原因,並幫助凱純桐客戶制定出更多具有創意的解決方案。

原子力顯微鏡具體的工作模式如下:

1、接觸模式包括恆力模式和恆高模式。在恆力模式中,通過反饋線圈調節微懸臂的偏轉程度不變,從而保證樣品與針尖之間的作用力恆定,當沿x、y方向掃瞄時,記錄z方向上掃瞄器的移動情況來得到樣品的表面輪廓形貌影象。

2、輕敲模式。在輕敲模式中,通過調製壓電陶瓷。

驅動器使帶針尖的微懸臂以某一高頻的共振頻率和的振幅。

在z方向上共振,而微懸臂的共振頻率可通過氟化橡膠減振器來改變。

3、非接觸模式是探針針尖始終不與樣品表面接觸,在樣品表面上方5~20nm距離內掃瞄。針尖與樣品之間的距離是通過保持微懸臂共振頻率或振幅恆定來控制的。在這種模式中,樣品與針尖之間的相互盯坦作用力。

是吸引力——範德華力。

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受到廣大客戶的認可。而park nx20用於故障分析和大型樣品研究的領先奈米計量工具,它作為一款缺陷形貌分析的精密測量儀器,其主要目的是對樣品進行缺陷檢測。而儀器所提供的資料不能允許任何錯誤的存在。

park nx20,這款全球最精密的大型樣品原子力顯微褲正鏡,憑藉著出色的資料準確性,在半導體和超平樣品行業中大受讚揚。

2樓:南暎力氣

一種可用來研究包括絕緣體在內的固體材料表面結構的分析儀器。它通過檢測待測樣品表面和乙個微型力敏感元件之間的極微弱的原子間相互作用力來研究物質的表面結構及性質。將一對微弱力極端敏感的微懸臂一端固定,另一端的微小針尖接近樣品,這時它將與其相互作用,作用力將使得微懸臂發生形變或運動狀態發生變化。

掃瞄樣品時,利用感測器檢測這些變化,就可獲得作用力分佈資訊,從而以奈米級解像度獲得表面結構資訊。它主要由帶針尖的微懸臂、微懸臂運動檢測裝置、監控其運動的反饋迴路、使樣品進行掃瞄的壓電陶瓷掃瞄器件、計算機控制的影象採集、顯示及處理系統組成。微懸臂運動可用如隧道電流檢測等電學方法或光束偏轉法、干涉法等光學方法檢測,當針尖與樣品充分接近相互之間存在短程相互斥力時,檢測該斥力可獲得表面原子級分辨影象,一般情況下解像度也在奈米級水平。

afm測量對樣品無特殊要求,可測量固體表面、吸附體系等。

原子力顯微鏡:是一種利用原子,分子間的相互作用力來觀察物體表面微觀形貌的新型實驗技術。它有一根奈米級的探針,被固定在可靈敏操控的微公尺級彈性懸臂上。

當探針很靠近樣品時,其頂端的原子與樣品表面原子間的作用力會使懸臂彎曲,偏離原來的位置。根據掃瞄樣品時探針的偏離量或振動頻率重建三維影象。就能間接獲得樣品表面的形貌或原子成分。

優點與缺點。

相對於掃瞄電子顯微鏡,原子力顯微鏡具有許多優點。不同於電子顯微鏡只能提供二維影象,afm提供真正的三維表面圖。同時,afm不需要對樣品的任何特殊處理,如鍍銅或碳,這種處理對樣品會造成不可逆轉的傷害。

第三,電子顯微鏡需要執行在高真空條件下,原子力顯微鏡在常壓下甚至在液體環境下都可以良好工作。這樣可以用來研究生物巨集觀分子,甚至活的生物組織。

和掃瞄電子顯微鏡(sem)相比,afm的缺點在於成像範圍太小,速度慢,受探頭的影響太大。

原子力顯微鏡工作原理

3樓:海綿好嗎

一、原子力顯微鏡。

通過機械探針「觸控」樣品表面表徵其形貌並記錄力學性質。它的工作原理類似人類用手指觸控物品表面,當探針靠近樣品表面時,探針與樣品表面間會產生乙個相互作用力。

此作用力會導致懸臂發生偏折。

二、雷射二極體產生的雷射束。

通過透鏡聚焦到懸臂背面,然後再反射到光電二極體。

上形成反饋。在掃瞄樣品時,樣品在載物臺上緩慢移動,而微懸臂在反饋調節系統調節下將隨樣品表面形貌而彎曲起伏,反射光束也將隨之偏移,由檢測器記錄表面形貌和力學資訊。

原子力顯微鏡工作原理:

1、利用微懸臂感受和放大懸臂上尖細探針與受測樣品原子之間的作用力,從而達到檢測的目的,具有原子級的解像度。

2、由於原子力顯微鏡既可以觀察導體,也可以觀察非導體,從而彌補了掃瞄隧道顯微鏡。

的不足。3、原子力顯微鏡,一種可用來研究包括絕緣體。

在內的固體材料表面結構的分析儀器。通過檢測待測樣品表面和乙個微型力敏感元件之間的極微弱的原子間相互作用力來研究物質的表面結構及性質。

4、將一對微弱力極端敏感的微懸臂一端固定,另一端的微小針尖接近樣品,這時將與其相互作用,作用力將使得微懸臂發生形變或運動狀態發生變化。

5、掃瞄樣品時,利用感測器檢測這些變化,就可獲得作用力分佈資訊,從而以奈米級解像度獲得表面形貌結構資訊及表面粗糙度。資訊。

4樓:網友

afm 是在stm 基礎上發展起來的,是通過測量樣品表面分子(原子)與afm 微懸臂探針之間的相互作用力,來觀測樣品表面的形貌。afm 與stm 的主要區別是以1 個一端固定而另一端裝在彈性微懸臂上的尖銳針尖代替隧道探針,以探測微懸臂受力產生的微小形變代替探測微小的隧道電流。其工作原理:

將乙個對極微弱力極敏感的微懸臂一端固定,另一端有一微小的針尖,針尖與樣品表面輕輕接觸。

由於針尖尖端原子與樣品表面原子間存在極微弱的排斥力,通過在掃瞄時控制這種作用力恆定,帶有針尖的微懸臂將對應於原子間的作用力的等位面,在垂直於樣品表面方向上起伏運動。利用光學檢測法或隧道電流檢測法,可測得對應於掃瞄各點的位置變化,將訊號放大與轉換從而得到樣品表面原子級的三維立體形貌影象。

afm 主要是由執行光柵掃瞄和z 定位的壓電掃瞄器、反饋電子線路、光學反射系統、探針、防震系統以及計算機控制系統構成。壓電陶瓷管(pzt)控制樣品在x、y、z 方向的移動,當樣品相對針尖沿著xy 方向掃瞄時,由於表面的高低起伏使得針尖、樣品之間的距離發生改變。當雷射束照射到微懸臂的背面,再反射位置靈敏的光電檢測器時,檢測器不同象限收到的雷射強度差值,同微懸臂的形變數形成一定的比例關係。

反饋迴路根據檢測器訊號與預置值的差值,不斷調整針尖、樣品之間的距離,並且保持針尖、樣品之間的作用力不變,就可以得到表面形貌像。這種測量模式稱為恆力模式。當已知樣品表面非常平滑時,可以採用恆高模式進行掃瞄,即針尖、樣品之間距離保持恆定。

這時針尖、樣品之間的作用力大小直接反映了表面的形貌影象。

目前現有三種基本操作模式,可區分為接觸式(contact)、非接觸式(non-contact)及輕敲式(tapping)三大類。接觸式及非接觸式易受外界其它因素,如水分子的吸引,而造成刮傷材料表面及解像度差所引起之影像失真問題,使用上會有限制,尤其在生物及高分子軟性材料上。

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原子力顯微鏡工作原理,掃瞄電鏡與原子力顯微鏡

一 原子力顯微鏡。通過機械探針 觸控 樣品表面表徵其形貌並記錄力學性質。它的工作原理類似人類用手指觸控物品表面,當探針靠近樣品表面時,探針與樣品表面間會產生乙個相互作用力。此作用力會導致懸臂發生偏折。二 雷射二極體產生的雷射束。通過透鏡聚焦到懸臂背面,然後再反射到光電二極體。上形成反饋。在掃瞄樣品時...

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