原子力顯微鏡探針的工作模式都有哪些？
原子力顯微鏡探針是一種分析儀器，可用于研究固體材料（包括絕緣體）的外層結(jié)構(gòu)。它通過檢測待測展示物外層和微力傳感元件當中微弱的原子間相互作用來研究材料的外層結(jié)構(gòu)和財產(chǎn)。根據(jù)探針與展示物外層相互作用力的變化，AFM有三種主要工作系統(tǒng)：碰達系統(tǒng)、非碰達系統(tǒng)和輕敲系統(tǒng)。
碰達系統(tǒng)：原子力顯微鏡探針直接的成像系統(tǒng)。在整個掃描成像過程中，探針端始終與展示物外層保持碰達，相互作用力為排斥力。在掃描過程中，懸臂施加在針頭上的力可能會損壞展示物的外層結(jié)構(gòu)，因此力的范圍為10-10～10-6N。如果展示物外層柔軟且不能承受這種力，則碰達系統(tǒng)不適合對展示物外層成像。
非碰達系統(tǒng)：當非碰達系統(tǒng)檢測到展示物外層時，懸臂在展示物外層上方5~10nm的距離處振蕩。展示物和針頭當中的相互作用由范德華力控制，通常為10-12N。展示物不會損壞，針頭也不會受到污染。它特別適用于研究軟物體的外層。缺點是在環(huán)境溫度大氣中實現(xiàn)該模型非常困難。因為空氣中的水不可避免地會積聚在展示物的外層上，它會在展示物和針頭當中建立一個小的毛細管橋，將針頭和外層吸在一起，從而增加針頭對外層的壓力。
輕敲系統(tǒng)：輕敲系統(tǒng)是碰達系統(tǒng)和非碰達系統(tǒng)的混合概念。懸臂以其共振頻率在展示物外層上方振蕩，針頭僅周期性地短暫碰達/撞擊展示物外層。這意味著當針頭碰達展示物時產(chǎn)生的橫向力顯著減小。因此，在測試軟展示物時，AFM輕敲系統(tǒng)是佳選擇之一。一旦AFM開始對展示物進行成像和掃描，該設(shè)備將立即將相關(guān)數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，例如外層粗糙度、平均高度、峰谷當中的大距離等，用于物體外層分析。同時，AFM還可以測量力，測量懸臂的彎曲程度，以確定端和展示物當中的力。
粉末展示物的制備：粉末展示物制備的常用方法是膠帶法。首先在展示物底座上粘貼雙面膠帶，然后將粉末鋪在膠帶上，并吹掉膠帶上多余的粉末。大塊展示物的制備：玻璃、陶瓷和晶體等固體展示物需要拋光。注意固體展示物的外層粗糙度。液體展示物的制備：液體展示物的濃度不能太高，否則顆粒團會損壞針頭。（納米顆粒：納米顆粒分散在溶劑中，越薄越好，然后涂覆在云母或硅片上，手動滴涂或用旋涂機旋涂，然后自然干燥）。
原子力顯微鏡探針的工作模式都有哪些？
發(fā)布日期：2023-03-13 14:59:37