原子力显微镜(AFM)之敲击模式

敲击模式:敲击模式介于接触模式和非接触模式之间,是一个杂化的概念。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。这就意味着针尖接触样品时所产生的侧向力被明显地减小了。因此当检测柔嫩的样品时,AFM的敲击模式是最好的选择之一。一旦AFM开始对样品进行成像扫描,装置随即将有关数据输入系统,如表面粗糙度、平均高度、峰谷峰顶之间的最大距离等,用于物体表面分析。同时,AFM还可以完成力的测量工作,测量悬臂的弯曲程度来确定针尖与样品之间的作用力大小。......阅读全文

激光检测原子力显微镜(AFM)原理

原子力显微镜(AFM)的基本原理是:将一个对微弱力极敏感的微悬臂一端固定,另一端有一微小的针尖,针尖与样品表面轻轻接触,由于针尖尖端原子与样品表面原子间存在极微弱的排斥力,通过在扫描时控制这种力的恒定,带有针尖的微悬臂将对应于针尖与样品表面原子间作用力的等位面而在垂直于样品的表面方向起伏运动。利用光

原子力显微镜(AFM)之力检测部分

在原子力显微镜(AFM)的系统中,所要检测的力是原子与原子之间的范德华力。所以在本系统中是使用微小悬臂(cantilever)来检测原子之间力的变化量。这微小悬臂有一定的规格,例如:长度、宽度、弹性系数以及针尖的形状,而这些规格的选择是依照样品的特性,以及操作模式的不同,而选择不同类型的探针。

原子力显微镜(AFM)的工作原理

原子力显微镜(atomic force microscope,简称AFM)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。由于原子力显微镜既可以观察导体,也可以观察非导体,从而弥补了扫描隧道显微镜的不足。原子力显微镜是由IBM公司苏黎世研究中心的

原子力显微镜(AFM)之曲线测量

SFM除了形貌测量之外,还能测量力对探针-样品间距离的关系曲线Zt(Zs)。它几乎包含了所有关于样品和针尖间相互作用的必要信息。当微悬臂固定端被垂直接近,然后离开样品表面时,微悬臂和样品间产生了相对移动。而在这个过程中微悬臂自由端的探针也在接近、甚至压入样品表面,然后脱离,此时原子力显微镜(AFM)

原子力显微镜(AFM)之测试技巧

样品的预处理:在显微镜下看样品表面是否干净,平整,如果有污染或不平整,务必重新制样。虽然针尖能测试的有效高度为6微米,水平范围100微米。但事实上,水平和高度方面任接近何一个极限,所测得的图象效果将很差,且针尖很容易破坏和磨损。下针:在选好模式下针前,务必找到样品表面,调好焦距。扫描范围先设置为0,

原子力显微镜(AFM)之纳米加工

扫描探针纳米加工技术是纳米科技的核心技术之一,其基本的原理是利用SPM的探针-样品纳米可控定位和运动及其相互作用对样品进行纳米加工操纵,常用的纳米加工技术包括:机械刻蚀、电致/场致刻蚀、浸润笔等。

原子力显微镜(AFM)之测试技巧

      样品的预处理:在显微镜下看样品表面是否干净,平整,如果有污染或不平整,务必重新制样。虽然针尖能测试的有效高度为6微米,水平范围100微米。但事实上,水平和高度方面任接近何一个极限,所测得的图象效果将很差,且针尖很容易破坏和磨损。     下针:在选好模式下针前,务必找到样品表面,调好焦距

如何激光检测原子力显微镜/AFM/AFM探针工作

二极管激光器发出的激光束经过光学系统聚焦在微悬臂(Cantilever)背面,并从微悬臂背面反射到由光电二极管构成的光斑位置检测器(Detector)。在样品扫描时,由于样品表面的原子与微悬臂探针尖端的原子间的相互作用力,微悬臂将随样品表面形貌而弯曲起伏,反射光束也将随之偏移,因而,通过光电二极管检

原子力显微镜的成像模式

探针和样品间的力-距离关系是此仪器测量的关键点。当选择不同的初始工作距离时,探针所处的初始状态也是不同的。由此可将原子力显微镜的操作模式分为3大类型:接触模式(Contact Mode)、非接触模式(Non-contact Mode)和轻敲模式(Tapping Mode)。图2给出了AFM不同操作模

原子力显微镜的成像模式

  根据尖端运动的性质,原子力显微镜的操作通常被描述为三种模式之一的接触模式,也称为静态模式(与称为动态模式的其他两种模式相反);敲击模式,也称为间歇接触、交流模式或振动模式,或在检测机制后调幅AFM;非接触模式,或者再次在检测机制之后,频率调制AFM。  应该注意的是,尽管有命名法,排斥接触在调幅

原子力显微镜的接触模式

  在接触模式下,尖端被“拖动”穿过样品表面,表面轮廓或者直接使用悬臂的偏转来测量,或者更常见的是,使用将悬臂保持在恒定位置所需的反馈信号来测量。因为静态信号的测量容易产生噪声和漂移,所以使用低刚度悬臂(即具有低弹簧常数k的悬臂)来获得足够大的偏转信号,同时保持低相互作用力。靠近样品表面,吸引力可能

原子力显微镜其他工作模式

 其他模式       除了三种常见的三种工作模式外,原子力显微镜还可以进行下面的工作:       1、横向力显微镜(LFM)       横向力显微镜(LFM)是在原子力显微镜(AFM)表面形貌成像基础上发展的新技术之一。工作原理与接触模式的原子力显微镜相似。当微悬臂在样品上方扫描时,由于针尖与

相位移模式原子力显微镜

  相位移模式原子力显微镜作为轻敲模式的一项重要的扩展技术,相位移模式通过检测驱动微悬臂探针振动的信号源的相位角与微悬臂探针实际振动的相位角之差(即两者的相移)的变化来成像。引起该相移的因素很多,如样品的组分、硬度、粘弹性质等。因此利用相位移模式,可以在纳米尺度上获得样品表面局域性质的丰富信息。相位

原子力显微镜(AFM)之位置检测部分

在原子力显微镜(AFM)的系统中,当针尖与样品之间有了交互作用之后,会使得悬臂cantilever摆动,所以当激光照射在cantilever的末端时,其反射光的位置也会因为cantilever摆动而有所改变,这就造成偏移量的产生。在整个系统中是依靠激光光斑位置检测器将偏移量记录下并转换成电的信号,以

原子力显微镜(AFM)之反馈系统

在原子力显微镜(AFM)的系统中,将信号经由激光检测器取入之后,在反馈系统中会将此信号当作反馈信号,作为内部的调整信号,并驱使通常由压电陶瓷管制作的扫描器做适当的移动,以保持样品与针尖保持合适的作用力。

原子力显微镜(AFM)在光盘检测应用

    CD/DVD光盘具有存储量大、成本低、精度高和信息保存寿命长等特点,现已成为主要的数据储存介质。为了继续提高光盘容量及其质量,需要改善 盘片和模板表面质量的分析方法。原子力显微镜(AFM)可直接进行三维测量[1-2],能够在nm尺度上对CD/DVD及其模板上的信息位凹坑和凸台结构 进行直接观

原子力显微镜(AFM)的特点有哪些

  1.AFM高分辨力能力远远超过扫描电子显微镜(SEM),以及光学粗糙度仪。样品表面的三维数据满足了研究、生产、质量检验越来越微观化的要求。  2.非破坏性,探针与样品表面相互作用力为10-8N以下,远比以往触针式粗糙度仪压力小,因此不会损伤样品,也不存在扫描电子显微镜的电子束损伤问题。另外扫描电

原子力显微镜AFM的应用领域

  在材料科学领域,AFM不但可以获得材料表面的3D形貌、表面粗糙度和高度等信息,而且可以获得材料表面物理性质分布的差异,例如摩擦力、阻抗分布、电势分布、介电常数,压电特性、磁学性质等。图片来源于网络  在聚合物科学领域,AFM可以获得表面的结构以及材料表面物理性质。对样品进行加热,可以研究聚合物的

原子力显微镜(AFM)的应用有哪些?

p.p1 {margin: 0.0px 0.0px 0.0px 0.0px; line-height: 19.0px; font: 13.0px 'Helvetica Neue'}随着科学技术的发展,生命科学开始向定量科学方向发展。大部分实验的研究重点已经变成生物大分子,特别是核酸和蛋白质的结构及其

原子力显微镜(Atomic-Force-Microscopy-,简称AFM)

原子力显微镜的工作原理就是将探针装在一弹性微悬臂的一端,微悬臂的另一端固定,当探针在样品表面扫描时,探针与样品表面原子间的排斥力会使得微悬臂轻微变形,这样,微悬臂的轻微变形就可以作为探针和样品间排斥力的直接量度。一束激光经微悬臂的背面反射到光电检测器,可以精确测量微悬臂的微小变形,这样就实现了通过检

原子力显微镜的基本操作模式

原子力显微镜的基本操作模式目前现有三种基本操作模式,可区分为接触式(contact)、非接触式(non-contact)及轻敲式(tapping)三大类。接触式及非接触式易受外界其它因素,如水分子的吸引,而造成刮伤材料表面及分辨率差所引起之影像失真问题,使用上会有限制,尤其在生物及高分子软性材料上。

原子力显微镜的基本操作模式

目前现有三种基本操作模式,可区分为接触式(contact)、非接触式(non-contact)及轻敲式(tapping)三大类。接触式及非接触式易受外界其它因素,如水分子的吸引,而造成刮伤材料表面及分辨率差所引起之影像失真问题,使用上会有限制,尤其在生物及高分子软性材料上。以下简单介绍三种基本形式的

轻敲模式原子力显微镜的优化

    经过近二十多年的科学技术的发展,原子力显微镜(AFM)已从实验室走向 了市场,从单纯的AFM仪器发展出了系列扫描探针显微镜(SPM),并完善了 它的设计理论。本文就SPM的理论进行了深入的研究和分析,对SPM的基本结 构以及每个环节进行了详细的总结,并从SPM的理论出发,在以前的激光力显 微

原子力显微镜的工作模式介绍

原子力显微镜的工作模式是以针尖与样品之间的作用力的形式来分类的。主要有以下3种操作模式:接触模式(contact mode) ,非接触模式( non - contact mode) 和敲击模式( tapping mode)。接触模式从概念上来理解,接触模式是AFM最直接的成像模式。AFM 在整个扫描

原子力显微镜的接触成像模式

   在接触式AFM中,探针与样品表面进行“软接触”.当探针逐渐靠近样品表面时,探针表面原子与样品表面原子首先相互吸引,一直到原子间电子云开始相互静电排斥。  这种静电排斥随探针与样品表面原子进一步靠近,逐渐抵消原子间的吸引力.当原子间距离小于1nm,约为化学键长时,范德华力为0.当合力为正值(排斥

原子力显微镜的工作模式比较

       原子力显微镜的应用范围十分广泛,其适用于生物、高分子、陶瓷、金属材料、矿物、皮革等固体材料等的显微结构和纳米结构的观测,以及粉末、微球颗粒形状、尺寸及粒径分布的观测等。原子力显微镜的三种工作模式  目前原子力显微镜有三种工作模式,接触模式、轻敲模式和非接触模式。  1、接触模式  原子

原子力显微镜AFM的原理和优点介绍

原子力显微镜AFM是可以在大气和液体环境下对各种材料和样品进行纳米区域的物理性质包括形貌进行探测,或者直接进行纳米操纵;现已广泛应用于半导体、纳米功能材料、生物、化工、食品、医药研究和科研院所各种纳米相关学科的研究实验等领域中,成为纳米科学研究的基本工具。 原理: 将在微小扁簧的顶端装有尖细探针的悬

原子力显微镜/AFM的基本原理

1.原子力显微镜/AFM的基本原理/AFM的基本原理是:将一个对微弱力极敏感的微悬臂一端固定,另一端有一微小的针尖,针尖与样品表面轻轻接触,由于针尖原子与样品表面原子间存在极微弱的排斥力,通过在扫描时控制这种力的恒定,带有针尖的微悬臂将对应于针尖与样品表面原子间作用力的等位面而在垂直于样品的表面方向

原子力显微镜(AFM)如何测作用力。

请注意不同图中悬臂的形变情况。针尖接近样品过程中,当针尖和样品之间的距离进入原子间引力范围,探针会被吸向表面,悬臂向表面弯曲。由于弯曲量较小,此时的探针悬臂可以被看做一个符合胡克定律的弹簧。F=KX,力转化为弯曲形变量,而弯曲形变量信息可以由激光杠杆获得,由此,就可以得到F了,这个F就是探针与样品之

导电性原子力显微镜(CAFM)

导电性原子力显微镜(C-AFM)导电式原子力显微镜是外加一组电流放大器于显微镜,然后利用导电探针接触模式扫描样品,在取得高度讯号的同时,若是样品表面有电流产生,探针也会取得此电流讯号,因此我们可以利用Conductive AFM的扫描,同时得到扫描区域得高度形貌图及电流分布图像, 更可进一步的于特定