聯(lián)系電話
池田屋實業(yè)（深圳）有限公司
中級會員·3年
- 聯(lián)系人：
- 韓政
- 電話：
- 0755-22220216
- 手機(jī)：
- 17607554908
- 售后：
- 17607554908
- 傳真：
- 0755-22220219
- 地址：
- 深圳市龍華區(qū)龍華街道松和社區(qū)匯食街一巷7號3層
- 個性化：
- www.taotaoxi.com
- 網(wǎng)址：
- www.ikedaya.cn/
掃一掃訪問手機(jī)商鋪
什么是掃描探針顯微鏡 (SPM)？
掃描探針顯微鏡（SPM）是一種使用針尖探針觀察納米尺度表面不規(guī)則性的顯微鏡。
常在高真空下使用，以清潔樣品表面，但也可在空氣中使用。最近，還開發(fā)出了可用于液體的產(chǎn)品。
掃描探針顯微鏡有許多不同類型，包括掃描隧道顯微鏡（STM）和原子力顯微鏡（AFM）。 STM能夠捕獲單個原子，其發(fā)明者因?qū){米結(jié)構(gòu)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步做出的巨大貢獻(xiàn)而榮獲1986年諾貝爾物理學(xué)獎。
掃描探針顯微鏡 (SPM) 的應(yīng)用
掃描探針顯微鏡可以觀察納米量級的極精細(xì)表面，因此用于觀察半導(dǎo)體、玻璃、液晶等的表面狀況和測量粗糙度。
具體觀察對象包括硅單晶的原子排列和有機(jī)化合物的苯基。還可以觀察和操作微生物、細(xì)菌和生物膜等生物樣品的 DNA。
掃描探針顯微鏡是20世紀(jì)80年代開發(fā)的新型顯微鏡，但原子水平的觀察技術(shù)的發(fā)展已是令人矚目的，可以測量摩擦力、粘彈性和表面電位的模型也已開發(fā)出來，其應(yīng)用廣泛迅速擴(kuò)張。液體測量還應(yīng)用于電化學(xué)和生物化學(xué)等領(lǐng)域，使得測量更接近實際環(huán)境的條件成為可能。
掃描探針顯微鏡（SPM）原理
我們將解釋掃描探針顯微鏡中常用的 AFM 和 STM 的原理。通過用細(xì)針狀探針的 掃描樣品表面來獲取圖像和位置信息。探頭較細(xì)且在原子水平上進(jìn)行掃描，因此不適合測量不規(guī)則性較大的樣品。
1. 掃描隧道顯微鏡（STM）
STM 利用了這樣一個事實：從金屬探針 向樣品發(fā)射的隧道電流的強(qiáng)度敏感地取決于它們之間稱為真空的絕緣體的厚度?？梢砸愿叻直媛示_測量樣品表面的局部高度，從而可以單獨解析材料表面上的原子（彼此相鄰的兩點之間的最短距離）。此外，通過用探針掃描樣品表面，可以觀察原子尺度上的不均勻圖案。
探頭由鎢或鉑制成，帶有尖頭。當(dāng)探針和樣品足夠接近，兩個電子云重疊，并施加微小的偏置電壓（用于確定放大器小信號放大的直流電工作點的電壓）時，會產(chǎn)生隧道電流達(dá)到隧道效應(yīng)。
在 STM 中，金屬探針在樣品表面水平（X、Y）移動，探針和樣品之間的距離 (Z) 受到反饋控制，以保持隧道電流恒定。通常，單個原子之間的相互作用是通過使用壓電元件的垂直運動來檢測的，壓電元件的距離可以以小于單個原子尺寸的精度控制。因此，STM在三個維度上具有原子分辨率。壓電元件是一種利用壓電效應(yīng)的無源元件，當(dāng)施加壓力時會產(chǎn)生電壓。
2. 原子力顯微鏡（AFM）
AFM 測量探針和樣品表面之間的微小原子力（非化學(xué)鍵合的原子之間作用的弱內(nèi)聚力）的差異，并通過掃描觀察表面。它具有廣泛的應(yīng)用范圍，因為它可以用來觀察絕緣體和生物樣品，無論它們是有機(jī)的還是無機(jī)的。已經(jīng)開發(fā)出多種應(yīng)用 AFM 技術(shù)來測量摩擦力、粘彈性、介電常數(shù)和表面電位的模型。
使用微小的力使連接到懸臂 的探針與樣品表面接觸。對探頭和樣品之間的距離（Z）進(jìn)行反饋控制，以使作用在懸臂上的力（偏轉(zhuǎn)量）保持恒定，并通過水平（X，Y）掃描對表面形狀進(jìn)行成像。
有關(guān)掃描探針顯微鏡 (SPM) 的其他信息
探頭類型
AFM和SPM是掃描探針顯微鏡的典型例子，都使用探針，但類型不同。此外，AFM 的類型很多，包括材料和長度，因此選擇一種與待測物體相匹配的類型非常重要。
AFM除了原理中解釋的接觸模式外，還有敲擊模式，該模式用于測量易碎有機(jī)樣品時，并使用專用探頭。請注意，探頭是消耗品，必須自行更換。
