实验原子力显微镜

实验原子力显微镜第一页，共二十六页，编辑于2023年，星期二一、实验目的

1.了解原子力显微镜的工作原理及工作特点；2.了解原子力显微镜在材料科学中的应用；第二页，共二十六页，编辑于2023年，星期二2.1原子力显微镜特点2.成像原理第三页，共二十六页，编辑于2023年，星期二第四页，共二十六页，编辑于2023年，星期二第五页，共二十六页，编辑于2023年，星期二将一个对微弱力及其敏感的长为100-200微米的Si或Si3N4材料的微悬臂一端固定，另一端有一个针尖，针尖与样品表面轻轻接触，针尖尖端原子与样品表面原子间的及其微弱的作用力，使微悬臂发生弯曲，通过检测微悬臂背面反射出的红色激光光点在一个光学检测器上的位置的变化可以转换成力的变化（被反射激光点位置变化或是微悬臂梁弯曲的变化与力的变化成正比），通过控制针尖在扫描过程中作用力的恒定同时测量针尖纵向的位移量，从而最终还原出样品表面的形貌像。2.2原子力显微镜工作原理第六页，共二十六页，编辑于2023年，星期二第七页，共二十六页，编辑于2023年，星期二表面形貌和材料如何测量

返回XYZMover垂直信號的變化即樣本的表面變化Cantilever擺動的方向XYZMoverCantilever擺動的方向水平信號的變化即樣本的材質變化第八页，共二十六页，编辑于2023年，星期二原子力显微镜工作方式第九页，共二十六页，编辑于2023年，星期二ExpulsiveforceatomatomAttractiveforceatomatom第十页，共二十六页，编辑于2023年，星期二第十一页，共二十六页，编辑于2023年，星期二2.3原子力显微镜（AFM）应用AFM可以在大气、真空、低温和高温、不同气氛以及溶液等各种环境下工作，且不受样品导电性质的限制，因此已获得比STM更为广泛的应用。主要用途：1.导体、半导体和绝缘体表面的高分辨成像2.生物样品、有机膜的高分辨成像3.表面化学反应研究4.纳米加工与操纵第十二页，共二十六页，编辑于2023年，星期二5.超高密度信息存储6.分子间力和表面力研究7摩擦学及各种力学研究8在线检测和质量控制

返回第十三页，共二十六页，编辑于2023年，星期二

IBM科学家首次拍下单分子照片第十四页，共二十六页，编辑于2023年，星期二二氧化锡薄膜第十五页，共二十六页，编辑于2023年，星期二分选和搬运第十六页，共二十六页，编辑于2023年，星期二火星土壤第十七页，共二十六页，编辑于2023年，星期二遭疟疾感染的人体红血球和蓝藻

返回第十八页，共二十六页，编辑于2023年，星期二不同氧分压ZnO薄膜形貌第十九页，共二十六页，编辑于2023年，星期二第二十页，共二十六页，编辑于2023年，星期二共析钢不同腐蚀时间表面形貌第二十一页，共二十六页，编辑于2023年，星期二第二十二页，共二十六页，编辑于2023年，星期二AFM的缺点

受样品因素限制较大（不可避免）针尖易磨钝或受污染（磨损无法修复；污染清洗困难）针尖—样品间作用力较小近场测量干扰问题扫描速率低针尖的放大效应第二十三页，共二十六页，编辑于2023年，星期二3.实验步骤3.1样品制备3.2安装探针，扫描器3.3安装样品并调试激光位置，参数设置3.4图像扫描第二十四页，共二十六页，编辑于2023年，星期二4.实验报告要求4.1实验目的4.2原子力显微镜工作原理，特点，原