afm原子力顯微鏡的演變歷程介紹

 新聞資訊     |      2024-03-13 09:34:01

原子力顯微鏡是一種用于測(cè)量探針頂端原子與樣品原子間相互作用力的顯微鏡技術(shù)。這種顯微鏡的出現(xiàn)和發(fā)展,為我們提供了一種全新的方式來(lái)觀察和了解物質(zhì)的微觀世界。以下是afm原子力顯微鏡的演變歷程的

簡(jiǎn)要介紹:

概念與研發(fā)階段:1985年,ibm公司的binning和stanford大學(xué)的quate合作研發(fā)出了原子力顯微鏡。這一技術(shù)是對(duì)掃描隧道顯微鏡(stm)的改進(jìn),克服了stm只能用于導(dǎo)電樣品的限制,使得afm原子力顯微鏡能夠測(cè)量任何樣品(無(wú)論導(dǎo)電性與否)的表面。原子力顯微鏡的原理在于利用一個(gè)對(duì)微弱力極敏感的微懸臂,在其一端帶有微小針尖,通過(guò)探測(cè)針尖與樣品之間的相互作用力來(lái)實(shí)現(xiàn)表面成像。

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技術(shù)原理與應(yīng)用擴(kuò)展:afm原子力顯微鏡通過(guò)計(jì)算機(jī)控制探針在樣品表面進(jìn)行掃描,根據(jù)探針與樣品表面物質(zhì)的原子間的作用力強(qiáng)弱來(lái)成像。具體來(lái)說(shuō),當(dāng)針尖接近樣品時(shí),針尖受到力的作用使懸臂發(fā)生偏轉(zhuǎn)或振幅改變。懸臂的這種變化經(jīng)檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)后轉(zhuǎn)變成電信號(hào)傳遞給反饋系統(tǒng)和成像系統(tǒng),記錄掃描過(guò)程中一系列探針變化就可以獲得樣品表面信息圖像。這種成像方式基于原子之間的范德華力作用,能夠精確描繪出樣品的表面特性。

技術(shù)發(fā)展與改進(jìn):隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,原子力顯微鏡也在不斷發(fā)展和改進(jìn)。一方面,afm原子力顯微鏡的分辨率和精度得到了顯著提高,使得我們能夠觀察到更加細(xì)微的表面結(jié)構(gòu);另一方面,原子力顯微鏡的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大,不僅應(yīng)用于材料科學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域,還在納米技術(shù)、半導(dǎo)體制造等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

總的來(lái)說(shuō),afm原子力顯微鏡從誕生至今,經(jīng)歷了不斷的發(fā)展和改進(jìn),成為了研究微觀世界的重要工具。隨著科技的進(jìn)步,我們有理由相信,原子力顯微鏡將在未來(lái)繼續(xù)發(fā)揮更大的作用,為我們揭示更多關(guān)于物質(zhì)世界的奧秘。