扫描隧道原子力显微镜课件.pptVIP

100nm

《作为本征值问题的量子化》

EUO透射率

a

压电陶瓷精度：1nm/V压电陶瓷压电陶瓷上的电压反应了表面的起伏

样品必须是导体，至少是半导体真空环境二维像

原子力显微镜AFM

1982年,GerdBinnig和HeinrichRohrer

悬臂长：宽：厚：100~200μm10~40μm0.3~20μm弹性系数：0.005N×m-1共振频率：10kHZ探针由Si或SiN经光刻技术制成34

检测系统光反射法、光干涉法、隧道电流法、电容检测法等

检测系统AFM对样品扫描的精确控制是靠扫描器来实现的．扫描器中装有压电转换器．压电装置在X，Y，Z三个方向上精确控制样品或探针位置。钛锆酸铅[Pb(Ti,Zr)O]制成的压电陶瓷材料31mv~1000V的电压信号转换成十几分之一纳米到几微米的位移。

探测器激光器灵敏度悬臂分子间力

接触式工作方式非接触式敲打式

1.接触成像方式探针与被测表面距离约为1nm，通过斥力来使悬臂发生弯曲。

2.非接触成像方式探针与被测表面距离在几纳米到几十纳米之间，通过引力来使悬臂发生弯曲，通常在10-12N左右，导致的弯曲可使探针以接近于其自身共振频率及几纳米到数十纳米的振幅振动。

3.敲击成像方式悬臂在试样表面上方以其共振频率振荡，针尖仅仅是周期性地短暂地接触、敲击样品表面，它在一定程度上减小样品对针尖的粘滞现象。

1.接触成像方式优点：扫描速度快，垂直方向分辨率最高。缺点：横向力大，横向分辨率差，针尖容易损伤软质样品。2.非接触成像方式优点：不会损伤样品。缺点：分辨率低，扫描速度慢。3.敲打成像方式优点：横向力影响很小，图像分辨率高，适于观察软质、粘稠样品。缺点：扫描速度较第一种差。

1.优点极高分辨率对样品、环境没特别要求可进行原子操作1988，Albrecht，聚合物膜

1.缺点成像范围小扫描速度慢受探针限制太大