1982年Р人类第一次能够实时地观察单个原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物理、化学性质,在表面科学、材料科学、生命科学等领域的研究中有着重大的意义和广阔的应用前景,被国际科学界公认为八十年代世界十大科技成就之一。Р扫描探针显微镜的产生Р扫描探针显微镜?(SPM)Р扫描力显微镜(SFM)Р扫描近场光学显微境(SNOM)Р弹道电子发射显微镜(BEEM)Р原子力显微镜(AFM)Р扫描隧道显微镜(STM)Р扫描探针显微镜的原理Р当探针与样品表面间距小到纳米级时,按照近代量子力学的观点,由于探针尖端的原子和样品表面的原子具有特殊的作用力,并且该作用力随着距离的变化非常显著。当探针在样品表面来回扫描的过程中,顺着样品表面的形状而上下移动。独特的反馈系统始终保持探针的力和高度恒定,一束激光从悬臂梁上反射到感知器,这样就能实时给出高度的偏移值。样品表面就能记录下来,最终构建出三维的表面图。Р扫描探针显微镜的特点Р1. 分辨率高РHM:高分辨光学显微镜;PCM:相反差显微镜;(S)TEM:(扫描)透射电子显微镜;FIM:场离子显微镜;REM:反射电子显微镜Р横向分辨率可达0.1nm?纵向分辨率可达0.01nmР2、可实时地空得到实时间中表面的三维图像,可用于具有周期性或不具备周期性的表面结构研究。? 应用:可用于表面扩散等动态过程的研究。Р扫描探针显微镜的特点Р3、可以观察单个原子层的局部表面结构,而不是体相或整个表面的平均性质。? 应用:可直接观察到表面缺陷、表面重构、表面吸附体的形态和位置,以及由吸附体引起的表面重构等。Р4、可在真空、大气、常温等不同环境下工作,甚至可将样品浸在水和其它溶液中,不需要特别的制样技术,并且探测过程对样品无损伤。? 应用:适用于研究生物样品和在不同试验条件下对样品表面的评价,例如对于多相催化机理、超导机制、电化学反应过程中电极表面变化的监测等。
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