納米技術(shù)作為當(dāng)前發(fā)展迅速、研究廣泛、投入多的科學(xué)技術(shù)之一,被譽(yù)為21世紀(jì)的科學(xué),并且和生物工程一起被認(rèn)為是未來科技的兩大重要前沿。從納米技術(shù)的發(fā)展來看,激光干涉納米光刻技術(shù)、納米加工、納米測(cè)量技術(shù),以及納米制造等,都有著不可忽視的地位和作用。
原子力顯微鏡是納米技術(shù)研究中很常用也是很基礎(chǔ)的一個(gè)儀器。它是利用微懸臂感受和放大懸臂上探針與受測(cè)樣品原子之間的作用力,從而達(dá)到檢測(cè)的目的,具有原子級(jí)的分辨率[1]。隨著人們對(duì)納米技術(shù)的深入研究以及對(duì)afm原子力顯微鏡的不斷開發(fā),使原子力顯微鏡不僅僅具有檢測(cè)的功能,還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的“推”、“拉”、“刻劃”、“切割”、“搬運(yùn)”等功能,增大了afm原子力顯微鏡的使用范圍。其優(yōu)勢(shì)在于操作過程不受環(huán)境影響,既可以在大氣環(huán)境下工作,也可以在液相下工作。這對(duì)人們?cè)谏镝t(yī)學(xué)等方面的研究工作,帶來了便利。
對(duì)于納米技術(shù)相關(guān)課程的基礎(chǔ)教學(xué)而言,原子力顯微鏡是學(xué)生們感知納米量級(jí),實(shí)現(xiàn)簡單操作的很直接的方式之一。因此,本論文針對(duì)afm原子力顯微鏡特點(diǎn)及納米技術(shù)相關(guān)教學(xué)的知識(shí)點(diǎn),將原子力顯微鏡工作原理及實(shí)際掃描、操作后得到的圖片引入到課堂中進(jìn)行輔助教學(xué),取得了一定的效果,提升了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。
針對(duì)納米測(cè)量所涉及的兩個(gè)重要領(lǐng)域:納米長度測(cè)量和納米級(jí)的表面輪廓測(cè)量。列舉了afm原子力顯微鏡掃描的利用多光束激光干涉光刻制備單晶硅形貌圖。
觀測(cè)者不但可以直接看到被測(cè)樣品的表面形貌,還可以通過原子力顯微鏡二維圖像形成相應(yīng)的三維像,從而獲得樣品表面結(jié)構(gòu)的深度,大小以及長度等重要信息參數(shù)。
通過afm原子力顯微鏡對(duì)原子的操作及樣品形貌的掃描,可以讓學(xué)生更為直觀的了解原子力顯微鏡以及納米技術(shù)的相關(guān)概念及原理。同時(shí),清晰的掃描圖像可以進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生對(duì)納米技術(shù)相關(guān)教學(xué)課程內(nèi)容的理解。