AFM再立功！科学家们揭示二维冰的生长机制
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心王恩哥院士与北京大学物理学院量子材料中心江颖、徐莉梅以及美国内布拉斯加大学林肯分校曽晓成合作，利用高分辨qPlus型原子力显微镜技术，首次在实验上证实了冰在二维极限下可以稳定存在，将其命名为：二维冰I相，并以原子级分辨率拍到了二维冰的形成过程，揭示了其独特的生长机制。相关成果于2020年1月2日发表在Nature上。图1.（a）南极罗斯海上的厚冰层；（b）自然界最常见冰相（Ice Ih）的分子模型；（c）本工作发现的二维冰（实验结果的3D效果图） 冰是水的常见物态，由水分子规则排列形成，其结构与成核生长在材料科学、摩擦学、生物学、大气科学等众多领域具有至关重要的作用。早在20世纪20年代，英国著名物理学家、X射线发现者Bragg与其它几位科学家就分别利用X射线对冰晶体结构进行了表征，经过了近一百年的研究和探索，迄今人们已经发现了冰的18种晶相（三维冰相），其中自然界最常见的冰......阅读全文
AFM再立功！科学家们揭示二维冰的生长机制
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心王恩哥院士与北京大学物理学院量子材料中心江颖、徐莉梅以及美国内布拉斯加大学林肯分校曽晓成合作，利用高分辨qPlus型原子力显微镜技术，首次在实验上证实了冰在二维极限下可以稳定存在，将其命名为：二维冰I相，并以原子级分辨率拍到了二维冰的形成过程，揭示
AFM再立功！科学家们发现了第一种二维冰相
生物抗冻蛋白如何抗结冰，冰川之间的相对滑移、大气臭氧的降解催化，都与冰的结构和成核生长密切相关。 经过近百年的探索，人们已经发现了冰的18种三维晶体结构，其中自然界最常见的就是六角形的冰相。然而，是否有稳定存在的二维冰，学术界一直有很大争议。 近日，北京大学、美国内布拉斯加大学林肯分校以及中
我国揭示疏水石墨表面形成六元环自组装二维冰相机制
理解固体表面上的水结构对于防腐、润滑、浸润和异质催化等研究有极其重要的意义。通常在金属表面上，由于衬底的强吸附作用和水分子间氢键作用的竞争与平衡，水分子形成六角排列的“双层冰”结构，即最常见的冰相Ice-Ih。在活性更强的表面上，水分子甚至发生分解。然而，在吸附作用较弱的疏水表面（比如石墨），水
AFM在二维材料研究中的应用
AFM在二维材料研究中的应用新型二维材料自2004年石墨烯被发现以来，探寻其他新型二维晶体材料一直是二维材料研究领域的前沿。正如石墨烯一样，大尺寸高质量的其他二维晶体不仅对于探索二维极限下新的物理现象和性能非常重要，而且在电子、光电子等领域具有诸多新奇的应用。原子力显微镜(AFM)一直被广泛用于二维
中科院物理所等首次证实了冰在二维极限下可以稳定存在
中国科学院院士、中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心研究员王恩哥与北京大学物理学院量子材料中心江颖、徐莉梅以及美国内布拉斯加大学林肯分校曾晓成合作，利用高分辨qPlus型原子力显微镜技术，首次在实验上证实了冰在二维极限下可以稳定存在，将其命名为：二维冰I相，并以原子级分辨率拍到了二维
AFM晶体生长方面的应用
晶体生长方面的应用晶体生长理论在发展过程中形成了很多模型，可是这些模型大多是理论分析的间接研究，它们和实际情况究竟有无出入，这是人们最为关心的。因而人们希望用显微手段直接观察到晶面生长的过程。用光学显微镜、相衬干涉显微镜、激光全息干涉术等对晶体晶面的生长进行直接观测，也取得了一些成果。但是，由于这
科学家质疑海洋冰藻的冰结合蛋白的机制
北海道大学和Alfred Wegener研究所联合发布新闻，科学家们发现海洋冰藻的冰结合蛋白（ice-binding protein，fcIBP）并不适用于传统的冰结合蛋白分类，表明其抗冻背后的机制是未知的。 生活在寒冷地带的生物会生产冰结合蛋白（抗冻蛋白）防止自身冻死。这种蛋白被分为两类：极
紫薇的生长机制
蒴果椭圆状球形或阔椭圆形，长1-1.3厘米，幼时绿色至黄色，成熟时或干燥时呈紫黑色，室背开裂；种子有翅，长约8毫米。花期6-9月，果期9-12月。
冰融化机理揭示含水蛋白质结构变化机制
冰是水在自然界中的固体形态，在常压环境下，温度高于零摄氏度时，冰就会开始融化，变为液态水。那么冰是如何开始融化的呢?日本一个研究小组发现，冰开始融化的时候，是以结晶内的一个水分子开始脱离结晶为契机，相关机制有助于弄清含水的蛋白质出现结构变化的机制。 如果用电灯等的强光照射，冰的内部就会融化
中科院物理所等发现表面上的新二维冰相
理解固体表面上的水结构对于防腐、润滑、浸润和异质催化等研究有极其重要的意义。通常在金属表面上，由于衬底的强吸附作用和水分子间氢键作用的竞争与平衡，水分子形成六角排列的“双层冰”结构，即最常见的冰相Ice-Ih。在活性更强的表面上，水分子甚至发生分解。然而，在吸附作用较弱的疏水表面（比如石墨），水
elife：膝盖促进骨骼生长的机制
最近，来自纪念斯隆-凯瑟琳癌症中心的研究者们揭示了膝关节信号调控发育早期或受损伤之后骨骼生长的机制，相关结果发表在《elife》杂志上。 作者称骨骼的生长不仅仅受到骨骼本身的调控，其两端的关节中的细胞也会对其产生一定的影响，这些细胞提供的信号能够促进骨骼的生长以及成熟。对这些信号交流的深入了解
PNAS：癌症生长转移新机制
来自俄亥俄州立大学综合癌症中心的研究人员发现了一种从前未知的促进癌症生长和扩散的新机制，这一机制揭示了microRNA小调控分子的新作用，研究结果为开发出治疗癌症以及可能的免疫系统疾病的新策略指明了方向。相关论文发表在《美国科学院院刊》(PNAS)杂志上。 在这篇文章中，研究人员发现肿瘤细
AFM位置检测
位置检测部分主要是由激光和激光检测系统组成。而反馈系统中主要包含一系列的压电陶瓷管。压电陶瓷是一种性能奇特的材料，当在压电陶瓷对称的两个端面加上电压时，压电陶瓷会按特定的方向伸长或缩短。而伸长或缩短的尺寸与所加的电压的大小成线性关系。即可以通过改变电压来控制压电陶瓷的微小伸缩。通常把三个分别代表X，
AFM检测技术
原子力显微镜(Atomic Forcc Microscopc,AFM),也称扫描力显微镜(scanning FOrccMicroscopc,sFM),是一种纳米级高分辨的扫描探针显微镜,优于光学衍射极限1000倍。 ADM811原子力显微镜是由IBM公司苏黎世研究中心的格尔德・宾宁与斯福
AFM应用实例
应用实例1．应用于纸张质量检验。 2．应用于陶瓷膜表面形貌分析。 3．评定材料纳米尺度表面形貌特征陶瓷膜表面形貌的三维图象
AFM工作原理
AFM工作原理 将一个对微弱力极敏感的微悬臂一端固定，另一端有一个微小的针尖，其尖端原子与样品表面原子间存在及极微弱的排斥力，利用光学检测法或隧道电流检测法，通过测量针尖与样品表面原子间的作用力获得样品表面形貌的三维信息。图1 AFM 工作原理示意图 下面，我们以激光检测原子力显微镜
AFM形态结构
形态结构 作为新兴的形态结构成像技术，AFM实现了对接近自然生理条件下生物样品的观察。这主要由于它具备以下几个特点: 1).与扫描电镜和透射电镜这些高分辨的观测技术相比，样品制备过程简便，可以不需染色、包埋、电镀、电子束的照射等处理过程; 2).除对大气中干燥固定后样品的观察外，还能对液体中样
AFM应用实例
应用实例 1．应用于纸张质量检验。 2．应用于陶瓷膜表面形貌分析。 3．评定材料纳米尺度表面形貌特征 原子力显微镜是以扫描隧道显微镜基本原理发展起来的扫描探针显微镜。原子力显微镜的出现无疑为纳米科技的发展起到了推动作用。以原子力显微镜为代表的扫描探针显微镜是利用一种小探针在样品表面上扫描，从而
AFM相移模式
相移模式(相位移模式)作为轻敲模式的一项重要的扩展技术，相移模式(相位移模式)是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。因此利用相移模式(相位移模式)，可以在纳米尺度上获得样品表面局
AFM力学测量
力学测量在纳米材料和器件的诸多性质中，力学性质不仅面广而且也是评价纳米材料和器件的主要指标，是纳米材料和器件得以真正应用的关键。目前关于AFM的微纳米力学研究，已在纳米材料力学性质、纳米摩擦等领域取得了较大进展。在AFM接触模式下，研究样品材料微纳尺度内的形貌和力学性质(包括杨氏模量、硬度、粘弹性、
AFM磁学测量
磁学测量磁性纳米结构和材料在高密度磁存储、自旋电子学等领域有着广泛的应用前景，高空间分辨的磁成像和磁测量技术将有利于推动磁性纳米结构和材料的研究。基于扫描探针及其相关技术，发展出一系列纳米磁性成像与测量的技术和方法，包括磁力显微术、磁交换力显微术、扫描霍尔显微术、扫描超导量子干涉器件显微术、扫描磁共
AFM曲线测量
曲线测量SFM除了形貌测量之外，还能测量力对探针-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测量并记录了探
AFM的介绍
AFM全称Atomic Force Microscope，即原子力显微镜，它是继扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope）之后发明的一种具有原子级高分辨的新型仪器，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
什么是AFM
明。AFM 是一種類似於STM 的顯微技術，它的許多元件和STM是共同的，如用於三 維掃描的電壓陶瓷系統以及反饋控制器等。它和STM 最大的不同是用一個對微弱作用 力極其敏感的微懸臂針尖代替了STM 的隧道針尖，並以探測原子間的微小作用力(Van der Walls’ Force)代替了STM 的微
什么是AFM
明。AFM 是一種類似於STM 的顯微技術，它的許多元件和STM是共同的，如用於三 維掃描的電壓陶瓷系統以及反饋控制器等。它和STM 最大的不同是用一個對微弱作用 力極其敏感的微懸臂針尖代替了STM 的隧道針尖，並以探測原子間的微小作用力(Van der Walls’ Force)代替了STM 的微
AFM应用举例
AFM应用举例由于原子力显微镜对所分析样品的导电性无要求，因此使其在诸多材料领域中得到了广泛应用。透明导电的ITO薄膜，随着成膜方法、膜厚、基底温度等成膜条件变化，而表面形貌不同。将膜厚120nm（左）与450nm（右）的ITO薄膜进行比较时，随着膜厚的增加，每个结晶颗粒明显地长大。另外，明显地观
AFM电学测量
电学测量如果微悬臂是用导电材料制成或外层镀有导电金属层，则探针可作为一个移动电极来施加电压和探测电流，从而来研究材料的微区电学性质，该技术通常称为导电原子力显微术(conductive-AFM，C-AFM)。利用导电原子力显微术可以探测样品的表面电荷、表面电势、表面电阻、微区导电性、微区介电特性、非
AFM光学测量
光学测量突破光学衍射极限实现纳米级的光学成像与探测，一直是光学技术发展的前沿。2014 年诺贝尔化学奖授予了突破光学衍射极限的超分辨光学显微成像技术，包括受激发射损耗显微术、光敏定位显微术、随机光学重建显微术、饱和结构照明显微技术等。将AFM与光学技术结合起来，可以研究微纳米尺度下的光学现象和进行光
AFM热学测量
热学测量目前，微纳米尺度下的热物性研究受到了极大的挑战：一方面，许多热物性的基础概念性问题不清楚，如微观尺度下非平衡态的温度如何定义等；另一方面，传统测试系统由于自身精度限制，很多热物性参数都无法直接测量，因此，无论是微纳尺度下热传导等的理论机制研究，还是微纳电子学和能源器件中的热传导、热耗散、热转
AFM简谈
原子力显微镜（AFM）虽然名字里有“显微镜”三个字，但它并不像光学显微镜和电子显微镜那样能“看”微观下的物体，而是通过一根小小的探针来间接地感知物体表面的结构，得到样品表面的三维形貌图象，并可对三维形貌图象进行粗糙度计算、厚AFM主要由带针尖的微悬臂、微悬臂运动检测装置、监控其运动的反馈回路、使样品