AFM原子力顯微鏡幾個常見問題的解答(二)

 新聞資訊     |      2023-04-06 08:52:00

1原子力顯微鏡有哪些應(yīng)用?

AFM原子力顯微鏡可以在真空、超高真空、氣體、溶液、電化學(xué)環(huán)境、常溫和低溫等環(huán)境下工作,因此具有較廣的應(yīng)用范圍。

在物理學(xué)中,原子力顯微鏡可以用于研究金屬和半導(dǎo)體的表面形貌、表面重構(gòu)、表面電子態(tài)及其動態(tài)過程、超導(dǎo)體表面結(jié)構(gòu)和電子態(tài)層狀材料中的電荷密度等。

在生物學(xué)中,AFM原子力顯微鏡可以應(yīng)用于生物大分子的結(jié)構(gòu)以及其他性質(zhì)的研究,例如對于蛋白質(zhì)、RNA、DNA,甚至細胞以及病毒的觀察中。

另外,由于原子力顯微鏡具有可以間接測得力與間距關(guān)系的特性,因此,除了將它用于形貌觀測方面,它還可以被用于測量原子間作用力上。

原子力顯微鏡.jpg

2、與傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡相比,AFM原子力顯微鏡的分辨本領(lǐng)主要受什么因素限制?

傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡的分辨本領(lǐng)受到光衍射J限的限制,其*小分辨距離為其光波長的一半。電子顯微鏡的分辨本領(lǐng)同樣受到衍射J限的限制,其*小分辨本領(lǐng)為電子德布羅意波長的一半,因此電子顯微鏡可以達到比傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡更高的分辨本領(lǐng)。

原子力顯微鏡的分辨本領(lǐng)主要取決于:探針針尖的尺寸;微懸臂的彈性系數(shù),彈性系數(shù)越低,AFM原子力顯微鏡越靈敏;懸臂的長度和激光光線的長度之比;探測器PSD對光斑位置的靈敏度。對于分辨率一定的圖像,掃描范圍越小,獲得的表面形貌越精細。

3、要對懸臂的彎曲量進行精確測量,除了在原子力顯微鏡中使用光杠桿這個方法外,還有哪些方法可以達到相同數(shù)量級的測量精度?

對于懸臂彎曲的測量還可以采取電學(xué)方法,包括隧道電流法以及電容法。

隧道電流法根據(jù)隧道電流對電極間距離非常敏感的原理,將SIM用的針尖置于微懸臂的背面作為探測器,通過針尖與微懸臂間產(chǎn)生的隧道電流的變化就可以檢測由于原子間相互作用力令微懸臂產(chǎn)生的形變。

電容法通過測量微懸臂與一參考電極間的電容變化來檢測微懸臂產(chǎn)生的形變。