AFM原子力显微镜有那些构造在使用时需要特别注意的

 新闻资讯     |      2024-05-06 11:45:57

原子力显微镜是一种用来研究固体材料表面结构的分析仪器,其构造主要包括机械支撑系统和探针系统,以及一些用于环境控制和样品准备的设施。在使用AFM原子力显微镜时,以下几个构造部分需要特别注意:

机械支撑系统:

扫描装置:用于水平移动样品或探针,以实现对样品表面的扫描。扫描装置由X、Y、Z三个方向上的驱动器组成,可实现物理、电机或压电驱动。在操作过程中,需要确保扫描装置的准确性和稳定性,避免过大的振动或冲击。

压电陶瓷:用于控制探针的位置和微小位移。当施加电压时,压电陶瓷会发生形变,从而移动探针的位置。因此,在使用前需要确保压电陶瓷的性能稳定,避免电压波动或损坏导致的探针位置偏移。

悬臂杆:作为一种机械支撑装置,用于支撑和稳定探针的位置。悬臂杆通常由弹性材料制成,如硅或硅质材料。在操作中,需要避免对悬臂杆施加过大的力或冲击,以免损坏悬臂杆或探针。

原子力显微镜.jpg

探针系统:

探针:是原子力显微镜中与样品直接接触并进行测量的部分。它通常由硅制成,并在其一侧附着探针J端。探针J端具有非常小的尺寸,在几纳米至几十纳米之间。因此,在安装和更换探针时,需要特别小心,避免损坏探针J端或影响测量精度。

环境控制:

保持实验室的整洁和安静:任何微小的振动或颗粒都可能对观察结果产生影响。因此,需要定期清理实验室,确保环境整洁;同时,避免在实验室进行可能引起振动的活动。

控制温度和湿度:温度变化可能引起样品的漂移和扭曲,而湿度过高则可能导致样品表面产生水珠或霉菌。因此,需要使用干燥剂和过滤器等设备来控制温度和湿度。

样品准备:

样品B须干净且表面光滑均匀:避免存在污染物、残留物、凹坑或裂纹等。在样品放置前,可以使用酒精或其他清洁剂彻底清洁以确保表面干净;同时,可以采用离子束抛光等技术来改善样品的表面质量以获得更好的扫描效果。

此外,在使用AFM原子力显微镜时还需要注意以下事项:

检查氮气瓶是否有充足气体:确保减震台充气正常以避免振动对实验结果的影响。

正确开机和关机:先开系统总开关再开启电脑和控制器开关;关机时则相反。

探针安装和更换:需经培训并考察合格后方可上手操作;安装时需轻轻地将探针夹安装在扫描器底部切勿过度用力以免损坏扫描器。

扫描器操作:在移动扫描器时需轻拿轻放避免碰撞和过度用力;在扫描管底部施加过大的力会损坏扫描器。

总之,在使用原子力显微镜时需要特别注意机械支撑系统、探针系统、环境控制和样品准备等方面的细节以确保实验的准确性和可靠性。同时需要遵循操作规程和安全注意事项以避免对设备和样品造成损坏或危险。