扫描探针显微镜是什么扫描探针显微镜的应用
时间:2019-03-05 06:27:06 来源: 凤凰彩票 作者:匿名


什么是扫描探针显微镜?扫描探针显微镜是一种扫描隧道显微镜,在扫描隧道显微镜的基础上开发了各种新型探针显微镜。它结合了光,电,机器和电力。技术产品。

扫描探针显微镜的应用

SPM的应用领域很广泛。无论是物理学,化学,生物学,医学等基础学科,还是材料和微电子学等应用学科,它都有其自己的地位。

SPM的价格低于电子显微镜等大型仪器的价格。

与其他表面分析技术相比,SPM具有许多优点,不仅可以获得高分辨率的表面成像,而且与其他类型的显微镜(光学显微镜,电子显微镜)相比,SPM扫描成像的一个巨大优势是A三维还可以研究样品表面的图像以获得材料的各种性质。与此同时,SPM正朝着更高的目标发展,即不仅作为衡量和分析工具,而且作为处理工具,并且将使人们能够进行修改,重组和再造。 SPM将极大地提升人们理解世界和改造世界的能力。同时,它缺乏定量分析。因此,SPM的测量是人们正在研究的另一个重要方向,这对半导体工业和超精密加工技术具有非凡的意义。

尽管扫描隧道显微镜(STM)在化学中的应用仅进行了几年,但应用范围已广泛。由于扫描隧道显微镜(STM)的最早研究工作是在超高真空中进行的,最直接的化学应用是观察和记录金属原子在超高真空条件下在固体表面上的吸附结构。电化学是各种化学学科研究的一个活跃领域,可能是因为电解电池和扫描隧道显微镜(STM)设备之间的相似性。同时,相界面结构的重新认识也是电化学家长期关注的问题。已经开发了专用于电化学研究的扫描隧道显微镜(STM)装置。

PM近年来在越来越多的领域得到应用。除了获得高分辨率的2D和3D表面形貌,在线监测也是一个热门话题,包括生物生物的在线监测和物理和化学反应的在线监测。在材料领域,人们用它来研究腐蚀的微观机理。腐蚀是在固体与气体或液体之间的界面处发生的现象。虽然腐蚀的结果通常由人眼看到,但腐蚀始于原子尺度。生物医学研究课题也从最初的DNA迅速扩展到生物学的大多数领域,包括细胞结构,染色体,蛋白质和细胞膜。更重要的是,作为一种静态观察,SPM还可以实现动态成像,分子设计具有特定功能的生物部件,生物机器,以及生物系统和微观力学的有机结合。在微加工中:由于SPM具有小的尖端曲率半径并且非常接近样品(<1nm),因此可以在尖端和样品之间产生高度局部化的场,包括力,电和磁。该光场将导致样品表面对应于尖端的微小区域中的结构缺陷,相变,化学反应,吸附位移和其他干扰,并引起化学沉积和腐蚀。这是使用SPM进行纳米加工的客观基础。它还表明SPM不是简单成像的显微镜,而是一种可用于原子和分子尺度处理和操作的工具。在纳米尺寸和分子水平上,SPM是最先进的测试工具。它在材料和微生物学科中起着非常重要的作用。它可以预测未来新材料的发展,揭示生活领域的一些重要问题。重要角色。结合SPM族中的各种分析方法,如MFM,SKPFM,AFM等,收集材料的各种信息,以及纳米和原子水平的材料的原位观察具有重要意义。

没有什么是完美的,SPM有一个令人遗憾的地方。由于其工作原理是控制一定质量的探头扫描,扫描速度有限,测量效率低于其他微观技术;因为压电效应保证定位精度,运动范围小(难以突破100μm)水平),机械调节精度不能与之相连,所以不可能实现多种连续性变焦像电子显微镜。很难找到并找到特征结构;

目前,扫描探针显微镜中使用最广泛的管状压电扫描器的垂直拉伸范围通常比平面扫描范围小一个数量级。扫描时,如果样品表面波动超出扫描范围,扫描仪会扩散并与样品表面收缩。设备的伸缩范围将导致系统故障甚至损坏探头。因此,扫描探针显微镜对样品表面的粗糙度有很高的要求;

由于系统在扫描样品时通过检测探针的轨迹来推断表面形貌,因此探针的几何宽度,曲率半径和各向异性可导致成像失真(可通过探针重建部分地克服)。

摘录自:中国传感器交易网络

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