原子力显微镜用途
原子力显微镜是SPM家族中应用领域Z为广泛的表面观察与研究工具之一。由于其不仅能从原子尺度上对导体、半导体表面进行成像,而且能获得诸如玻璃、陶瓷等非导电体材料的表面结构,并能在真空、大气和水中无损地直接观察物体。因此,尽管原子力显微镜问世时间很短,其应用理论与技术现已得到迅猛发展,在材料科学、生命科学以及表面科学等领域中有着广阔的发展前景。
原子力显微镜应用于表面形貌观测
随着纳米科学技术的兴起与发展,常规显微镜由于本身的局限越来越不能胜任微观领域的形貌观察及分析。而基于扫描隧道显微镜基本原理发展起来的原子力显微镜无疑为材料的微观形貌观察起到了根本性的推动作用。
原子力显微镜是基于原子间相互作用力的测定,而不受样品导电性的影响,其研究对象几乎不受任何局限,所以利用原子力显微镜能较好地实时观测被测表面的三维立体图象。当一根十分尖锐的微探针在纵向充分逼近样品表面至数纳米更小间距时,微探针的原子和样品表面的原子之间将产生相互作用的原子力。
原子力的大小与间距之间存在一定的曲线关系。在间距较大的起始阶段,原子力表现为引力,随着间距的进一步减小,由于价电子云的相互重叠和两个原子核的电荷阅相互作用,原子力又转丽表现为斥力,该排斥力随着间距的缩短而急剧增大。因此,原子力显微镜通过检测原子间的作用力,利用原子力与间距之间的关系曲线,可获得样品表面真实而丰富的微观形貌图象。
由于原子力显微镜具有原子级高分辨率,且放大倍率连续可调,探测过程中对样品表面无损伤,不需要高真空的必要工作条件,且体积小、成本低、性价比高,综合指标与其它常规显微手段相比优势明显。其突出优点是:不仅适用于导体、半导体、绝缘体样品,还可应用于真空、大气以及液体环境。
原子力显微镜应用于纳米压痕试验
纳米压痕又称深度敏感压痕技术,是近几年发展起来的一种新技术,它可以在不用分离薄膜与基底材料的情况下直接得到薄膜材料的许多力学性质,例如弹性模量、硬度等。
材料硬度的测试原理起源于1881年Hertz的压痕测定法,但该测定法受到所加负载大小与压痕边沿质量之间矛盾的限制,对于薄膜材料的测定很不精确。1992年Oliver和Pharr提出用纳米量级压痕的负荷位移关系测试和分析材料的机械力学性质,特别是薄膜材料的显微硬度的新方法。采用Oliver-Pharr方法,微小压痕的深度只要达到几个纳米,就能从压痕的各项数据中推算出材料的显微硬度。这样就避免了压痕边沿碎裂、衬底影响等传统检测硬度技术的种种缺点,使得测量膜厚很小的薄膜材料的显微镜硬度成为可能。除此之外,使用这种新方法,还能根据压痕过程的加载和卸载曲线,研究材料的弹性模量。
在Oliver-Pharr方法中,金刚石压头压人材料表面的压人深度的位移(压人位移),随所加负荷的增加而单调增加,同时,在待测样品的弹性限度内压头与材料表面的接触面积也之增加。因此,在一个完整的加载-卸载测量周期中,可获得所需的压痕数据,从而导出显微硬度和弹性模量。
实验表明,由原子力显微镜测量的纳米级硬度值要大于由传统硬度测试仪所测量值,同时,随着AFM压入载荷的减小,纳米级硬度值呈现出增加的趋势。
原子力显微镜(AFM)秉承了扫描探针显微镜(SPM)家族的优异性能,不但在原子级形貌观测方面起不可替代的作用,同时凭借着测量中对力的极端敏感性,原子力显微镜还可以测量表面纳米尺度范围内的力学性质,例如磨损量,纳米润滑层的厚度,摩擦力和摩擦系数等。这些都将成为原子力显微镜应用的一种扩展,将极大地推动纳米摩擦学的研究。
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- 原子力显微镜用途
- 原子力显微镜是SPM家族中应用领域最为广泛的表面观察与研究工具之一。其应用理论与技术现已得到迅猛发展,在材料科学、生命科学以及表面科学等领域中有着广阔的发展前景。
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- 原子力显微镜常见问题
- 原子力显微镜利用微悬臂感受和放大悬臂上尖细探针与受测样品原子之间的作用力,从而达到检测的目的,具有原子级的分辨率。在微电子学、微机械学、新型材料、医学等领域都有着广泛的应用。
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- 原子力显微镜发展
- 原子力显微镜是一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。
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- 原子力显微镜简介
- 原子力显微镜,简称AFM,是一种可以用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器,凭借其纳米级分辨率的特点广泛应用于生命科学和医学,成为研究生物医学样品和生物大分子的重要工具之一。
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- 原子力显微镜功能
- 原子力显微镜是一种纳米级分辨率的成像技术,通过探针与样品表面接触进行研究。原子力显微镜可以检测很多样品,提供表面研究和生产控制或流程发展的数据,这些都是常规扫描型表面粗糙度仪及电子显微镜所不能提供的。
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- 原子力显微镜样品制备
- 原子力显微镜(AFM)是一种利用原子、分子间的相互作用力来观测物体表面微观形貌和力学特性的新型实验技术。原子力显微镜作为从纳米尺度研究不同材料特性的方法日益受到重视。
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- 原子力显微镜使用方法
- 原子力显微镜(AFM),一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。
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- 原子力显微镜的应用
- 原子力显微镜利用微悬臂感受和放大悬臂上尖细探针与受测样品原子之间的作用力,从而达到检测的目的,具有原子级的分辨率。在材料科学、生命科学以及表面科学等领域中有着广阔的发展前景。
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- 原子力显微镜的分类
- 原子力显微镜(AFM)属于扫描探针显微技术的一支,此类显微技术都是利用特制的微小探针,来侦测探针与样品表面之间的某种交互作用,如穿隧电流、原子力、磁力、近场电磁波等等。
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- 原子力显微镜操作步骤
- 原子力显微镜是一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。
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- 原子力显微镜成像模式
- 原子力显微镜是显微镜中的一种类型,应用范围十分广泛。是一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。
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- 原子力显微镜工作原理
- 与电子显微镜相比,原子力显微镜有很多方面的优势:如样品准备简单,样品导电与否都能适合该仪器;操作环境不受限制,即可以在真空,也可以在大气中进行;并且可以对所测区域的面粗糙度值进行统计等等。
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- 原子力显微镜的应用
- 原子力显微镜的用途广泛,目前已经应用于较多科学研究领域,随着研究的发展及表征手段的严谨,原子力显微镜凭借其原子级别的分辨率和强大的功能,可以满足从拓扑结构到力学、电学、生物学、电化学等各方面的需求。
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- 原子力显微镜成像要点
- 原子力显微镜(AFM)作为现代微观领域研究的重要工具,在表面分析中具有广泛的应用,它具有非常高的分辨率,是近年来表面成像技术中最重要的进展之一。
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- 原子力显微镜针尖的作用
- 原子力显微镜对比于现有的其它显微工具,以其高分辨、制样简单、操作易行等特点而备受关注,并在生命科学、材料科学等领域发挥了重大作用,极大地推动了纳米科技的发展,促使人类进入了纳米时代。
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- 原子力显微镜组成及应用
- 原子力显微镜突出地显现了显微观测技术作为人类视觉感官功能的延伸与增强的重要性,它是在扫描隧道显微镜基础上为观察非导电物质经改进而发展起来的分子和原子级显微工具。
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- 原子力显微镜结构及特点
- 原子力显微镜是通过探针与被测样品之间微弱的相互作用力(原子力)来获得物质表面形貌的信息。因此,原子力显微镜除导电样品外,还能够观测非导电样品的表面结构,且不需要用导电薄膜覆盖,其应用领域将更为广阔。
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- 原子力显微镜的功能|特点
- 原子力显微镜是利用原子之间的作用力通过仪器的检测系统、反馈系统等成像的仪器。具有原子级别分辨率,成像分辨率高,并且能提供三维表面图,近年来在纳米功能材料、生物、化工和医药方面得到广泛的使用。
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- 原子力显微镜的工作模式
- 原子力显微镜最早是由IBM公司苏黎世研究中心的格尔德·宾宁于1986年所发明的,原于力显微镜是一种利用原子分子间的相互作用力来观察物体表面微观形貌的新型实验技术。
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- 原子力显微镜的原理|结构
- 原子力显微镜(AFM)用一个微小的探针来“摸索”微观世界,它超越了光和电子波长对显微镜分辨率的限制,在立体三维上观察物质的形貌,并能获得探针与样品相互作用的信息。
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