AFM原子力顯微鏡的發(fā)展歷史介紹:根據(jù)定義,顯微鏡是通過借助顯微鏡放大物體來研究物體。該技術(shù)有助于揭示肉眼無法看到的樣本細(xì)節(jié)。
Z早的顯微鏡技術(shù)(光學(xué)顯微鏡)利用了透鏡的放大特性,已經(jīng)存在了數(shù)百年。光學(xué)顯微鏡就像一個(gè)或多個(gè)短焦距的強(qiáng)力放大鏡。這些顯微鏡可以很好地將樣品放大到Z多大約一千或幾千倍。但對于更多的事情,我們B須求助于其他顯微鏡技術(shù)。
20 世紀(jì) 30 年代,德國電氣工程師 Ernst Ruska 意識(shí)到光波長的限制使其無法解析分辨率超過 10 埃的物體。然后,魯斯卡使用波長比光小得多的電子來建造一臺(tái)顯微鏡,后來被稱為電子顯微鏡(EM)。研究還得出結(jié)論,電場和磁場對電子的影響就像透鏡對光的影響一樣。
八十年代是納米技術(shù)和顯微鏡學(xué)的關(guān)鍵十年。1981 年,IBM 蘇黎世研究實(shí)驗(yàn)室的兩位研究人員 Gerd Binnig 和 Heinrich Rohrer 發(fā)明了掃描隧道顯微鏡 (STM),提出了掃描探針顯微鏡 (SPM) 的概念。這是量子隧道效應(yīng)頭次得到實(shí)際證明。創(chuàng)建 STM 五年后,Gerg Binning 和 Calvin Quate 開發(fā)了原子力顯微鏡(AFM)。
當(dāng)D一臺(tái)原子力顯微鏡發(fā)明時(shí),發(fā)明人通過施加僅 10 -18 N的力,成功地產(chǎn)生了 10 -4阿姆斯特朗的可測量位移。AFM 原子力顯微鏡的這種極高靈敏度使其成為研究各種原子力顯微鏡的技術(shù)。原子尺度上的表面。雖然該技術(shù)源自 STM,但它與 STM 和 SEM 都有很大不同。
SEM 只能在真空中進(jìn)行,但可以使用液體、氣體或真空來進(jìn)行 原子力顯微鏡。因此,除了具有更高的放大能力之外,AFM原子力顯微鏡的主要優(yōu)點(diǎn)也得到了體現(xiàn)。原子力顯微鏡適用于導(dǎo)電和非導(dǎo)電表面;另一方面,STM 在任何不導(dǎo)電的表面上都會(huì)失敗。除此之外,在測量表面硬度和摩擦力方面,AFM 原子力顯微鏡比其他顯微技術(shù)更具優(yōu)勢。