原子力显微镜-使用攻略大全[博越仪器]

原子力显微镜(Atomic Force Microscopy, AFM)是由IBM 企业的Binnig与史丹佛大学的Quate 于一九八五年所创造发明的，其目地是为了更好地使导电介质还可以选用扫描仪探针显微镜（SPM）开展观察。原子力显微镜（AFM）与扫描仪隧道施工显微镜（STM）最大的不同取决于并不是利用电子器件隧穿，只是利用原子中间的范德华力（Van Der Waals Force）功效来展现试品的表面特点。假定2个原子中，一个是在悬壁（cantilever）的探针顶尖，另一个是在样版的表面，他们中间的相互作用力会随间距的更改而转变 ，其相互作用力与间距的关联如“图1” 所显示，当原子与原子很贴近时，彼此之间电子云排斥力的功效超过原子核与电子云中间的诱惑力功效，因此 全部协力主要表现为排斥力的功效，相反若两原子分离有一定间距时，其电子云排斥力的功效低于彼此之间原子核与电子云中间的诱惑力功效，故全部协力主要表现为吸引力的功效。若以动能的视角看来，这类原子与原子中间的间距与相互之间动能的尺寸也可从Lennard –Jones 的公式计算中到另一种证实。

在原子力显微镜的系统软件中，是利用细微探针与待测物中间配对t检验力，来展现待测物的表面之物理学特点。因此 在原子力显微镜中也利用排斥力与诱惑力的方法发展趋势出二种实际操作方式：从公式计算中了解，当r减少到某一水平时其动能为 E，也意味着了在室内空间中2个原子是非常贴近且动能为恰逢，若假定r提升到某一水平时，其动能便会为-E 另外也表明了室内空间中2个原子之间距非常远的且动能为负数。无论从室内空间上来看2个原子中间的间距两者之间所造成的诱惑力和排斥力或是以之中动能的关联看来，原子力式显微镜便是利用原子中间那奇特的关联来把原子模样给展现出去，让外部经济的全球不会再神密。（1）利用原子排斥力的转变 而造成表面轮廊为容栅原子力显微镜（contact AFM ），探针与试片的间距约多个?。（2）利用原子诱惑力的转变 而造成表面轮廊为非接触式原子力显微镜（non-contact AFM ），探针与试片的间距约数十个? 到数以百计?。

原子力显微镜的硬件配置构架：在原子力显微镜（Atomic Force Microscopy，AFM）的系统软件中，可分为三个一部分：力检验一部分、部位检验一部分、反馈机制。激光器检验原子力显微镜2.1 力检验一部分：在原子力显微镜（AFM）的系统软件中，所要检验的力是原子与原子之的范德华力。因此 在本系统软件中是应用细微悬壁（cantilever）来检验原子中间力的变化量。这细微悬壁有一定的规格型号，比如：长短、总宽、弹性系数及其针头的样子，而这种规格型号的挑选是按照试品的特点，及其实际操作方式的不一样，而挑选不一样种类的探针。2.2 部位检验一部分：在原子力显微镜（AFM）的系统软件中，当针头与试品中间拥有配对t检验以后，会促使悬壁cantilever晃动，因此 当激光器直射在cantilever的末时，其折射光的部位也会由于cantilever晃动而有一定的更改，这就导致偏移的造成。在全部系统软件中是借助激光器光点部位探测器将偏移纪录下并转化成电的数据信号，以供SPM控制板作信号分析。2.3 反馈机制：在原子力显微镜（AFM）的系统软件中，将数据信号经过激光器探测器取入以后，在反馈机制时会将此数据信号作为意见反馈数据信号，做为內部的调节数据信号，并迫使一般 由压电陶瓷片管制做的扫描枪做适度的挪动，以维持试品与针头维持适合的相互作用力。原子力显微镜（AFM）就是融合之上三个一部分来将试品的表面特点展现出去的：在原子力显微镜（AFM）的系统软件中，应用细微悬壁（cantilever）来传感针头与试品中间的配对t检验，这相互作用力会使cantilever晃动，再利用激光器将光直射在cantilever的尾端，当晃动产生时，会使折射光的部位更改而导致偏移，这时激光器探测器会纪录此偏移，也会把这时的数据信号给反馈机制，以利于系统软件做适度的调节，最终再将试品的表面特点以影象的方法给展现出去。原子力显微镜的基本概念是：将一个对很弱力极比较敏感的微悬壁一端固定不动，另一端有一细微的针头，针头与试品表面轻轻地触碰，因为针头顶尖原子与试品表面原子间存有极很弱的斥力，根据在扫描仪时操纵这类力的稳定，含有针头的微悬壁将相匹配于针头与试品表面原子间相互作用力的等待面而在垂直平分试品的表面方位波动健身运动。利用电子光学测试法或隧道施工电流量测试法，能测得微悬壁相匹配于扫描仪各点的部位转变 ，进而能够得到试品表面外貌的信息内容。

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