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针式扫描原子力显微镜的性能特点和广泛应用途径

更新时间:2023-04-07浏览:698次

  针式扫描原子力显微镜是一种利用量子隧穿现象的显微镜,可以进行原子级的表面成像。核心部分是一个非常尖锐的针,一端与被测样品表面相距约0.1纳米。当针尖靠近样品表面时,电势差将导致电流从针尖向样品表面流动。通过控制电流的大小,可以得出样品表面的形状信息。能够实现原子级别的成像,不仅可以观察单个原子和分子的结构,还可以研究它们在表面上的排布和移动规律。因此,STM被广泛应用于表面物理、表面化学、材料科学等领域的研究。
  
  针式扫描原子力显微镜是一种高精度、高分辨率的仪器,广泛应用于物质科学、生命科学、纳米制造等领域。随着使用时间的增长,AFM的性能会逐渐下降,因此维护和保养是保证其正常工作和延长寿命的关键。
  
  1.清洗探针
  
  探针是AFM的核心部件,其质量和形状对仪器的性能和分辨率有重要影响。使用过程中,探针表面容易受到样品里的微粒子、化学物质、沉积物等污染,导致探针性能下降甚至损坏。因此,定期清洗探针是必要的。
  
  清洗探针时,应用清洁无纺布或纯棉布蘸上去离子水或特定的清洗液(具体根据探针材质和污染物不同)擦拭探针表面。注意不要使用化学物质或磨粉等物质清洗探针,以免损坏探针的结构和表面状态。
  
  2.维护扫描头和样品台
  
  扫描头和样品台是AFM的另外两个关键部件。使用过程中,存在可能损伤探针的风险,同时很多扫描头需要配套使用散热器来保证正常工作温度,样品台也会受到温度、湿度变化影响,因而需要进行定期维护和保养。
  
  维护扫描头:打开扫描头部分,可以看到扫描头内齿轮、摆臂等,使用特定清洗液或者物理方法(如干燥或者吹扫)清理其中的灰尘或者杂质,并定期加润滑油以保证其灵敏度和机械特性。
  
  维护样品台:样品台是安放样品的平台,因为其直接贴近样品,所以需要时时监测其表面和环境温湿度,以避免样品接触高温或者过于潮湿的空气。
  
  3.校准AFM参数
  
  AFM的操作过程中需要对其进行定期校准,以保证其各种参数如精度、灵敏度、扫描速度等都达到最佳状态。
  
  常规校准:在启动或者间歇保护时间断开时,应该完成常规标准(如偏移,扫描范围)的校准。
  
  校准环境:在环境温度变化较大的情况下,AFM的各个参数可能会受到影响,需要通过校准温度传感器调整温度,确保AFM的精度和分辨率保持一致。

 

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