什么是原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope (AFM))？

原子力顯微鏡（AFM）是一種非常精密的顯微鏡，它用納米級的尖端快速移動探針來成像樣品。這與光學顯微鏡不同，光學顯微鏡用反射光來成像樣品。原子力顯微鏡的分辨率比光學顯微鏡高得多因為探測器的尺寸遠小于可見光的最佳波...

原子力顯微鏡（AFM）是一種非常精密的顯微鏡，它用納米級的尖端快速移動探針來成像樣品。這與光學顯微鏡不同，光學顯微鏡用反射光來成像樣品。原子力顯微鏡的分辨率比光學顯微鏡高得多因為探測器的尺寸遠小于可見光的最佳波長。在超高真空中，原子力顯微鏡可以成像單個原子，其極高的分辨率使原子力顯微鏡受到納米技術領域研究人員的歡迎，它通過測量探針和樣品之間的量子隧穿程度間接成像表面，在原子力顯微鏡中，探針要么直接接觸表面，要么測量探針和樣品之間的初始化學鍵合。原子力顯微鏡使用帶有探針尖端的微型懸臂梁，其尺寸以納米為單位。原子力顯微鏡以兩種模式之一工作：接觸（靜態）模式和動態（振蕩）模式。靜態模式下模式下，探針保持靜止，而在動態模式下則振蕩。當AFM靠近或接觸表面時，懸臂梁會偏轉。通常，懸臂梁頂部是反射激光的反射鏡。激光反射到光電二極管上，精確測量其偏轉。當AFM針尖的振動或位置發生變化時，它會被記錄在光電二極管中，并形成圖像。有時會使用更奇特的替代方法，如光學干涉法、電容傳感或壓阻（機電）探針頭。在原子力顯微鏡下，單個原子看起來像矩陣中的模糊團要提供這樣的分辨率，需要一個超高真空環境和一個非常堅硬的懸臂梁，這樣可以防止它在近距離內粘在表面上。剛性懸臂梁的缺點是需要更精確的傳感器來測量偏轉程度。掃描隧道顯微鏡，另一種流行的高精度顯微鏡，通常比原子力顯微鏡有更好的分辨率，但原子力顯微鏡的一個優點是，它們可以在液體或氣體環境中使用，而掃描隧道顯微鏡必須在高真空下工作。這允許濕樣品的成像，特別是生物組織。當在超高真空和剛性懸臂梁中使用時，原子力顯微鏡的分辨率與STM相似

發表于 2020-09-18 07:58
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分類：科學教育

什么是原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope (AFM))？

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