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針式掃描原子力顯微鏡的性能特點和廣泛應用途徑

更新時間:2023-04-07瀏覽:1101次

  針式掃描原子力顯微鏡是一種利用量子隧穿現象的顯微鏡,可以進行原子級的表面成像。核心部分是一個非常尖銳的針,一端與被測樣品表面相距約0.1納米。當針尖靠近樣品表面時,電勢差將導致電流從針尖向樣品表面流動。通過控制電流的大小,可以得出樣品表面的形狀信息。能夠實現原子級別的成像,不僅可以觀察單個原子和分子的結構,還可以研究它們在表面上的排布和移動規律。因此,STM被廣泛應用于表面物理、表面化學、材料科學等領域的研究。
  
  針式掃描原子力顯微鏡是一種高精度、高分辨率的儀器,廣泛應用于物質科學、生命科學、納米制造等領域。隨著使用時間的增長,AFM的性能會逐漸下降,因此維護和保養是保證其正常工作和延長壽命的關鍵。
  
  1.清洗探針
  
  探針是AFM的核心部件,其質量和形狀對儀器的性能和分辨率有重要影響。使用過程中,探針表面容易受到樣品里的微粒子、化學物質、沉積物等污染,導致探針性能下降甚至損壞。因此,定期清洗探針是必要的。
  
  清洗探針時,應用清潔無紡布或純棉布蘸上去離子水或特定的清洗液(具體根據探針材質和污染物不同)擦拭探針表面。注意不要使用化學物質或磨粉等物質清洗探針,以免損壞探針的結構和表面狀態。
  
  2.維護掃描頭和樣品臺
  
  掃描頭和樣品臺是AFM的另外兩個關鍵部件。使用過程中,存在可能損傷探針的風險,同時很多掃描頭需要配套使用散熱器來保證正常工作溫度,樣品臺也會受到溫度、濕度變化影響,因而需要進行定期維護和保養。
  
  維護掃描頭:打開掃描頭部分,可以看到掃描頭內齒輪、擺臂等,使用特定清洗液或者物理方法(如干燥或者吹掃)清理其中的灰塵或者雜質,并定期加潤滑油以保證其靈敏度和機械特性。
  
  維護樣品臺:樣品臺是安放樣品的平臺,因為其直接貼近樣品,所以需要時時監測其表面和環境溫濕度,以避免樣品接觸高溫或者過于潮濕的空氣。
  
  3.校準AFM參數
  
  AFM的操作過程中需要對其進行定期校準,以保證其各種參數如精度、靈敏度、掃描速度等都達到最佳狀態。
  
  常規校準:在啟動或者間歇保護時間斷開時,應該完成常規標準(如偏移,掃描范圍)的校準。
  
  校準環境:在環境溫度變化較大的情況下,AFM的各個參數可能會受到影響,需要通過校準溫度傳感器調整溫度,確保AFM的精度和分辨率保持一致。

 

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