afm原子力显微镜的演变历程介绍

 新闻资讯     |      2024-03-13 09:34:01

原子力显微镜是一种用于测量探针顶端原子与样品原子间相互作用力的显微镜技术。这种显微镜的出现和发展,为我们提供了一种全新的方式来观察和了解物质的微观世界。以下是afm原子力显微镜的演变历程的

简要介绍:

概念与研发阶段:1985年,ibm公司的binning和stanford大学的quate合作研发出了原子力显微镜。这一技术是对扫描隧道显微镜(stm)的改进,克服了stm只能用于导电样品的限制,使得afm原子力显微镜能够测量任何样品(无论导电性与否)的表面。原子力显微镜的原理在于利用一个对微弱力极敏感的微悬臂,在其一端带有微小针尖,通过探测针尖与样品之间的相互作用力来实现表面成像。

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技术原理与应用扩展:afm原子力显微镜通过计算机控制探针在样品表面进行扫描,根据探针与样品表面物质的原子间的作用力强弱来成像。具体来说,当针尖接近样品时,针尖受到力的作用使悬臂发生偏转或振幅改变。悬臂的这种变化经检测系统检测后转变成电信号传递给反馈系统和成像系统,记录扫描过程中一系列探针变化就可以获得样品表面信息图像。这种成像方式基于原子之间的范德华力作用,能够精确描绘出样品的表面特性。

技术发展与改进:随着科学技术的不断进步,原子力显微镜也在不断发展和改进。一方面,afm原子力显微镜的分辨率和精度得到了显著提高,使得我们能够观察到更加细微的表面结构;另一方面,原子力显微镜的应用范围也在不断扩大,不仅应用于材料科学、生物学、医学等领域,还在纳米技术、半导体制造等领域发挥着重要作用。

总的来说,afm原子力显微镜从诞生至今,经历了不断的发展和改进,成为了研究微观世界的重要工具。随着科技的进步,我们有理由相信,原子力显微镜将在未来继续发挥更大的作用,为我们揭示更多关于物质世界的奥秘。