原子力显微镜相位成像模式的设计及研究 被引量：12

1

作者 李渊 钱建强 +3 位作者 徐平 李亭 蔡微 姚骏恩 《电子显微学报》 CAS CSCD 2006年第4期341-344,共4页

相位成像模式是近几年发展起来的一种原子力显微镜的检测模式,该模式可以提供丰富的样品表面纳米尺度信息,是形貌像的有利补充。本文给出了一种应用于原子力显微镜轻敲模式的相位检测电路,结构简单,工作可靠稳定。通过实验获得了一些样... 相位成像模式是近几年发展起来的一种原子力显微镜的检测模式,该模式可以提供丰富的样品表面纳米尺度信息,是形貌像的有利补充。本文给出了一种应用于原子力显微镜轻敲模式的相位检测电路,结构简单,工作可靠稳定。通过实验获得了一些样品的相位像。 展开更多

关键词 原子力显微镜 轻敲模式 相位成像

在线阅读 下载PDF 职称材料

适用于原子力显微镜先进扫描模式的学习控制系统 被引量：9

2

作者 方勇纯 张玉东 贾宁 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期557-562,共6页

原子力显微镜(AFM)是进行纳米测量和操作的一种重要工具.针对原子力显微镜系统,论文提出了一种基于学习控制的先进扫描模式.具体而言,首先构造了一种适用于AFM的学习控制系统,它由对于扫描管动态特性的最优逆补偿环节和对于样品表面特... 原子力显微镜(AFM)是进行纳米测量和操作的一种重要工具.针对原子力显微镜系统,论文提出了一种基于学习控制的先进扫描模式.具体而言,首先构造了一种适用于AFM的学习控制系统,它由对于扫描管动态特性的最优逆补偿环节和对于样品表面特性的学习算法两部分组成.然后,针对测量过程中扫描线之间的偏移,通过将常见的比例-积分控制算法与这种学习控制相结合,实现了一种基于学习算法的先进扫描模式.论文将这种模式应用于周期性样品来测试其性能,仿真和实验结果表明它可以显著提高测量的速度和精度,同时将样品与探针针尖的距离控制在一个合理的范围之内,以避免损坏样品或探针.这种先进扫描模式可以应用于对快速生物过程的实时监测,同时也可以用来完成重复刻写等纳米操作. 展开更多

关键词 原子力显微镜 快速扫描模式 最优逆控制 学习控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

原子力显微镜磁驱动轻敲模式在活细胞成像中的应用研究 被引量：3

3

作者 孙全梅 陈龙 +3 位作者 陈佩佩 韩东 冯喜增 赵克森 《电子显微学报》 CAS CSCD 2008年第4期311-315,共5页

应用MI公司最新发展的磁驱动轻敲模式(MAC mode)对体外培养成纤维细胞系3T3细胞进行在位成像研究。分别用力常数为0.95 N/m及0.03 N/m的微悬臂进行磁驱动轻敲模式成像,并与接触模式进行比较。同时研究了固定细胞与活体细胞之间的形貌差... 应用MI公司最新发展的磁驱动轻敲模式(MAC mode)对体外培养成纤维细胞系3T3细胞进行在位成像研究。分别用力常数为0.95 N/m及0.03 N/m的微悬臂进行磁驱动轻敲模式成像,并与接触模式进行比较。同时研究了固定细胞与活体细胞之间的形貌差异。结果显示,利用上述两种微悬臂探针,磁驱动轻敲模式均可获得高分辨像。与接触模式相比,磁驱动轻敲模式对活细胞的影响较小,在细胞膜表面微结构及细胞内亚结构成像方面,有明显优势。而接触模式由于其施力方式,使活细胞应力纤维应激性绷紧,更适合于对活体细胞应力纤维的成像研究。固定细胞与活细胞表面形貌存在较大差异,在生理环境下,进行活细胞检测更能了解细胞的真实状况。 展开更多

关键词 原子力显微镜 磁驱动轻敲模式 接触模式 细胞 成像

在线阅读 下载PDF 职称材料

状态激励轻敲模式原子力显微镜的设计与仿真 被引量：3

4

作者 华宝成 钱建强 姚骏恩 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期1-6,共6页

为轻敲模式原子力显微镜设计了一种激励方式,在带有状态反馈的轻敲模式原子力显微镜基础上,除去原有的外加激励信号而引入一个自动增益控制环节,用于维持状态反馈信号的幅度恒定,并将此信号作为悬臂振动的激励信号。该激励方式即为状态... 为轻敲模式原子力显微镜设计了一种激励方式,在带有状态反馈的轻敲模式原子力显微镜基础上,除去原有的外加激励信号而引入一个自动增益控制环节,用于维持状态反馈信号的幅度恒定,并将此信号作为悬臂振动的激励信号。该激励方式即为状态激励,用于轻敲模式时可称为状态激励轻敲模式原子力显微镜。采用Matlab/Simulink工具实现了对状态激励轻敲模式原子力显微镜系统的建模和数值仿真,起振曲线证明了状态激励信号能够驱动悬臂振动并调整其工作频率;逼近曲线、线扫描曲线等典型功能仿真实验证明了状态激励方式能够成功地应用于轻敲模式成像。 展开更多

关键词 原子力显微镜 轻敲模式 状态激励 数值仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料

原子力显微镜在有机缓蚀剂研究中的应用 被引量：1

5

作者 王伦滔 王慧如 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期28-48,共21页

有机缓蚀剂具有低毒性和高性价比等优点,在低浓度的注射剂量下可以实现优良的缓蚀效果,被广泛应用于石油化工(碳钢)、电子工业(铜)、车辆船舶和航空航天工业(铝),保护合金材料免受腐蚀危害。现有的电化学测试技术已经在有机缓蚀剂领域... 有机缓蚀剂具有低毒性和高性价比等优点,在低浓度的注射剂量下可以实现优良的缓蚀效果,被广泛应用于石油化工(碳钢)、电子工业(铜)、车辆船舶和航空航天工业(铝),保护合金材料免受腐蚀危害。现有的电化学测试技术已经在有机缓蚀剂领域得以广泛应用,这种传统的研究方法可以提供有关界面电化学反应的平均动力学信息,但是无法直接解析缓蚀剂的吸附及作用机制。随着金属腐蚀与缓蚀剂研究的微观化和系统化发展,电化学分析手段逐渐与其他分析技术(如扫描电镜、X射线光电子能谱、拉曼光谱等)紧密结合,开展了对缓蚀剂作用机制的深入研究。在这些分析技术中,原子力显微镜(AFM)由于空间分辨率成像能力高,受工作环境和样品性质的局限较少,在有机缓蚀剂于金属/溶液界面的直观研究中起到了重要作用。本文结合近年来原子力显微镜在有机缓蚀剂领域的研究进展,简述了原子力显微镜的工作原理和几种操作模式,详述了AFM的接触模式在有机缓蚀剂研究中的普遍应用和其局限性,总结了AFM的敲击模式在表面活性剂吸附研究中的重要作用和研究现状并延伸到有机缓蚀剂的吸附研究,综述了AFM几个衍生功能(包括纳米刮擦、力-距离曲线、摩擦力和电化学原子力显微镜)在有机缓蚀剂研究中获得的缓蚀剂膜的力学和电化学相关信息,最后对AFM在有机缓蚀剂领域当前研究中存在的问题和未来发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 原子力显微镜 表面技术 有机缓蚀剂 表面活性剂 接触模式 敲击模式

在线阅读 下载PDF 职称材料

轻敲模式下原子力显微镜的能量耗散机理研究 被引量：1

6

作者 樊康旗 贾建援 朱应敏 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期947-952,共6页

为研究原子力显微镜(AFM)在轻敲工作模式下的能量耗散机理,基于Hamaker假设和Lennard-Jones势能定律得到了原子与球体间的作用力.通过将球体与平面原子间的作用力等效为球体与平面间的粘着分布力,并结合经典弹性理论建立了一种新型的球... 为研究原子力显微镜(AFM)在轻敲工作模式下的能量耗散机理,基于Hamaker假设和Lennard-Jones势能定律得到了原子与球体间的作用力.通过将球体与平面原子间的作用力等效为球体与平面间的粘着分布力,并结合经典弹性理论建立了一种新型的球体与平面粘着接触的弹性模型,根据所建模型得到了AFM针尖与样品表面间的粘着力随其间距的变化规律.仿真结果表明,粘着力随间距的变化曲线在AFM针尖趋近和撤离样品表面,即加载和卸载的两个过程中并不完全相同,产生了粘着滞后现象,而粘着滞后现象的出现表明AFM在轻敲工作模式中将耗散能量,因而,所建模型从理论上证实了AFM在轻敲工作模式下存在能量耗散现象. 展开更多

关键词 原子力显微镜 粘着模型 轻敲模式 能量耗散

在线阅读 下载PDF 职称材料

原子力显微镜加工轨迹测压电剪切叠堆二维高频运动位移

7

作者 尹若楠 薛勃 +1 位作者 张津铭 吴哲 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期158-164,共7页

针对两轴压电剪切叠堆在高频电压驱动下的二维高频运动的位移测量问题,提出使用(AFM)探针在敲击模式下的加工痕迹测量压电剪切叠堆运动位移的方法,首先制备热塑性聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜,随后进行AFM探针敲击加工实验,扫描AM... 针对两轴压电剪切叠堆在高频电压驱动下的二维高频运动的位移测量问题,提出使用(AFM)探针在敲击模式下的加工痕迹测量压电剪切叠堆运动位移的方法,首先制备热塑性聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜,随后进行AFM探针敲击加工实验,扫描AMF探针加工轨迹并对其进行后处理,成功得到压电剪切叠堆的二维高频运动位移,实现了以半接触的方式对压电剪切叠堆二维高频复杂运动的准确检测,并依据实验数据对压电剪切叠堆二维运动位移随电压幅值及频率的变化情况进行分析。实验结果表明,在10 Hz~5 kHz的激励信号频率范围内,所提出的方法能准确测量压电剪切叠堆的运动位移。 展开更多

关键词 原子力显微镜 敲击加工 压电剪切叠堆 二维高频运动

在线阅读 下载PDF 职称材料

激光检测原子力显微镜的改进——振荡工作模式

8

作者 徐海 韩宝善 +2 位作者 戴长春 黄桂珍 王培森 《真空科学与技术》 CSCD 北大核心 1999年第1期1-5,共5页

针对一些特殊材料表面形貌的检测需要 ,在原有国产商用激光检测原子力显微镜的基础上 ,设计研制了适用性更广、功能更强的原子显微镜。在不提高驱动电压的前提下 ,采用改进的扫描管 ,将扫描范围从 15μm× 15μm提高到了 50 μm... 针对一些特殊材料表面形貌的检测需要 ,在原有国产商用激光检测原子力显微镜的基础上 ,设计研制了适用性更广、功能更强的原子显微镜。在不提高驱动电压的前提下 ,采用改进的扫描管 ,将扫描范围从 15μm× 15μm提高到了 50 μm× 50 μm ;改进了原有的微探针扫描模式 ,在探针上施加一驱动的简谐振荡信号 ,使探针发生振荡。由于存在着表面的力梯度 ,当样品与探针距离发生振荡变化时 ,针尖振荡的振幅、频率和位相都会随之改变。用电子信号反馈电路探测此变化 。 展开更多

关键词 扫描隧道显微镜 原子力显微镜 振荡模式 激光

在线阅读 下载PDF 职称材料

压电探针应用于原子力显微镜液体成像的研究 被引量：6

9

作者 李艳宁 赵倩云 +5 位作者 王忠顺 房轩 宋丽薇 李树民 傅星 胡小唐 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期341-343,372,共4页

研究了采用微悬臂梁上集成的ZnO压电薄膜作为微驱动的探针的直接激振方法，比较了间接激振和直接激振方法下探针在液体中的振动性能，以标准生理溶液中的海拉细胞为样品，对原子力显微镜在液体环境下轻敲模式的成像性能进行了实验研究... 研究了采用微悬臂梁上集成的ZnO压电薄膜作为微驱动的探针的直接激振方法，比较了间接激振和直接激振方法下探针在液体中的振动性能，以标准生理溶液中的海拉细胞为样品，对原子力显微镜在液体环境下轻敲模式的成像性能进行了实验研究．研究表明，采用压电探针的直接激振方法在探针振动的幅频曲线中仅有单一谐振峰，可以避免在压电陶瓷管激振方法下由液体振动造成的寄生谐振峰，因此使用压电探针不仅提高了探针振动频率的控制精度，而且减小了针尖对样品的损坏，还提高了仪器的带宽和成像速度．对于512×512点阵和60μm×60μm范围的图像，使用该方法可将采集速度由原来的2～3min／帧提高到15-20s／帧，并且扫描速度的提高对原子力显微镜在动态过程中的研究有着重要的参考价值． 展开更多

关键词 原子力显微镜 压电探针 微悬臂梁 轻敲模式

在线阅读 下载PDF 职称材料

原子力显微镜管式扫描器运动学建模与误差分析 被引量：2

10

作者 田孝军 王越超 +1 位作者 董再励 席宁 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期928-933,共6页

针对样本扫描模式原子力显微镜,对其管式扫描器-样本-探针系统进行了运动学分析,建立了该系统的运动学模型,该模型表明:对于给定原子力显微镜扫描器,样本上与探针接触点的横向和纵向位移取决于探针尖端相对于扫描管轴心的偏置量、所加电... 针对样本扫描模式原子力显微镜,对其管式扫描器-样本-探针系统进行了运动学分析,建立了该系统的运动学模型,该模型表明:对于给定原子力显微镜扫描器,样本上与探针接触点的横向和纵向位移取决于探针尖端相对于扫描管轴心的偏置量、所加电压(或名义扫描范围)及样本厚度。据此模型,对由于弯曲运动模式所产生的两种重要误差—交叉耦合误差及扫描范围误差进行了定量分析,分析表明:扫描范围误差主要受样本厚度及名义扫描范围影响,而Z向交叉耦合误差主要受探针偏置量及名义扫描范围影响,实验验证了所建立的运动学模型和误差计算公式的正确性;另外,还提出了相应的减小误差的方法。 展开更多

关键词 样本扫描模式原子力显微镜 管式扫描器 运动学模型 扫描范围误差 交叉耦合误差

在线阅读 下载PDF 职称材料

原子力显微镜微悬臂梁品质因数的数字调控技术的研究 被引量：1

11

作者 房轩 李艳宁 +1 位作者 胡晓东 胡小唐 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第13期1581-1583,1614,共4页

为了提高轻敲模式原子力显微镜的微悬臂梁的低品质因数,在分析品质因数调控技术原理的基础上,设计了基于DSP的品质因数数字调控系统。该系统结构简单,操作方便,智能性和实时性好,能够比较精确地调控微悬臂梁振动的品质因数。通过对比液... 为了提高轻敲模式原子力显微镜的微悬臂梁的低品质因数,在分析品质因数调控技术原理的基础上,设计了基于DSP的品质因数数字调控系统。该系统结构简单,操作方便,智能性和实时性好,能够比较精确地调控微悬臂梁振动的品质因数。通过对比液体中微悬臂梁振动的频谱以及蛋白质分子的成像实验证明,该数字调控电路能够提高微悬臂梁的力灵敏度,非常适合用于对软样品的检测。 展开更多

关键词 原子力显微镜 微悬臂梁 品质因数 轻敲模式

在线阅读 下载PDF 职称材料

原子力显微镜探针选择及常见故障解决方法 被引量：2

12

作者 陈科球 谢伟广 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2014年第7期19-22,52,共5页

基于针尖和样品之间的各种相互作用力,原子力显微镜(AFM)可用于样品表面形貌、摩擦力等各种物理特性的研究,它是纳米科技研究中一个重要工具。影响AFM测量图像质量的因素很多,如振幅参数、积分增益I、比例增益P、衰减增益和扫描速度等,... 基于针尖和样品之间的各种相互作用力,原子力显微镜(AFM)可用于样品表面形貌、摩擦力等各种物理特性的研究,它是纳米科技研究中一个重要工具。影响AFM测量图像质量的因素很多,如振幅参数、积分增益I、比例增益P、衰减增益和扫描速度等,而探针同样是提高样品表面形貌像成像质量的关键。通过采用控制变量法,并以均方根粗糙度Rq作为评判标准,用不同参数的探针测量同一样品。实验结果表明,探针的共振频率f、弹性系数k、曲率半径Rh等对测量样品粗糙度均有较大影响,可选择合适的探针,提高成像质量。同时,针对仪器使用中出现的一些常见现象及故障,作出了解释和解答。 展开更多

关键词 原子力显微镜 轻敲模式 共振频率 弹性系数

在线阅读 下载PDF 职称材料

AFM-III型原子力显微镜在实验教学中的使用 被引量：5

13

作者 李帮军 《实验技术与管理》 CAS 2005年第4期34-38,共5页

扫描隧道显微镜(MicroNano AFM-Ⅲ型原子力显微镜),简称原子力显微镜,它集STM、AFM接触/非接触/侧向力/轻敲模式于一体,使人们能够通过实验论证,清晰地观察到物质表面的原子排列状态.在实验教学中,让学生通过实际操作,观察和验证量子力... 扫描隧道显微镜(MicroNano AFM-Ⅲ型原子力显微镜),简称原子力显微镜,它集STM、AFM接触/非接触/侧向力/轻敲模式于一体,使人们能够通过实验论证,清晰地观察到物质表面的原子排列状态.在实验教学中,让学生通过实际操作,观察和验证量子力学中的隧道效应,真正深入到原子世界,了解原子结构排列的真实图像,对培养学生科研兴趣和创造性思维,使学生对纳米尺度的进一步了解和深入研究具有极其重要的作用. 展开更多

关键词 原子力显微镜 实验教学 Ⅲ型 扫描隧道显微镜 创造性思维 轻敲模式 原子排列 物质表面 实际操作 隧道效应 量子力学 原子结构 纳米尺度 STM 侧向力 AFM 学生

在线阅读 下载PDF 职称材料

液相中炭疽杆菌形貌的原子力显微镜观测

14

作者 张丽萍 平芮巾 +4 位作者 杨鹏飞 米超 王静 岳启安 胡孔新 《中国人兽共患病学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期573-577,共5页

目的利用原子力显微镜液相模式观测炭疽杆菌形态,获得液相中炭疽杆菌芽胞和繁殖体对于溶菌酶的形态学抗性变化数据。方法应用原子力显微镜液相模式观察炭疽杆菌繁殖体及芽胞的超微结构,并对其主要指标进行测量比较。结果1×PBS溶液... 目的利用原子力显微镜液相模式观测炭疽杆菌形态,获得液相中炭疽杆菌芽胞和繁殖体对于溶菌酶的形态学抗性变化数据。方法应用原子力显微镜液相模式观察炭疽杆菌繁殖体及芽胞的超微结构,并对其主要指标进行测量比较。结果1×PBS溶液中的炭疽杆菌繁殖体,菌体杆状,竹节样排列,菌体间连接致密,长度为2,757.30±1227.086nm,宽度为1,710.90±226.10nm,Rq为15.447±3.418nm,Ra为13.239±2.733nm;炭疽杆菌芽胞椭圆形,多散在分布,表面平滑,长度为2,014.00±227.155nm,宽度为1,264.10±132.180nm,Rq为22.803±5.660nm,Ra为18.010±4.568nm。0.01 mg/mL溶菌酶溶液中的炭疽杆菌繁殖体形态不规则,表面凹凸起伏,边缘粗糙,有囊状突起,长度为2,836.00±1025.137nm,宽度为2,449.00±212.78nm,Rq为17.068±4.427nm,Ra为14.776±3.746nm;0.01 mg/mL溶菌酶溶液中的炭疽杆菌芽胞,形态规则,边缘平滑,未见凹凸起伏和囊状突起,而1 mg/mL溶菌酶溶液环境中的炭疽杆菌芽胞形态不规则,表面起伏,变化较大,其长度为2,155.00±202.663nm,宽度为1,344.00±162.631nm,Rq为24.849±3.427nm,Ra为20.869±2.550nm。结论通过原子力显微镜液相模式下的观察和测量,清楚地显示了溶液中炭疽杆菌的微观形貌及其变化,0.01 mg/mL的溶菌酶就能使炭疽杆菌繁殖体发生形态学变化,而炭疽杆菌芽胞形貌发生变化则需要1 mg/mL的高浓度溶菌酶的作用。 展开更多

关键词 原子力显微镜 炭疽杆菌 形态学 液相模式 溶菌酶

在线阅读 下载PDF 职称材料

快速大面积测量用原子力显微镜扫描速度对测量结果的影响

15

作者 崔玉国 何高法 +1 位作者 荒井義和 高伟 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2636-2643,共8页

构建了一种可快速大面积测量光栅表面微结构的原子力显微镜(AFM)系统,研究了不同扫描模式下扫描速度对测量结果的影响。分别测量了微悬臂探针在恒高模式与恒力模式下的频谱,获得了这两种模式下微悬臂探针的有效带宽。基于恒高模式与恒... 构建了一种可快速大面积测量光栅表面微结构的原子力显微镜(AFM)系统,研究了不同扫描模式下扫描速度对测量结果的影响。分别测量了微悬臂探针在恒高模式与恒力模式下的频谱,获得了这两种模式下微悬臂探针的有效带宽。基于恒高模式与恒力模式,在不同扫描速度下分别测量了光栅微结构表面上的一条直线与一个圆周,进而分析了扫描速度对测量结果的影响。基于该AFM系统,采用恒高模式下不失真扫描速度对光栅微结构表面进行了快速、大面积三维形貌测量实验。实验结果表明:测量光栅微结构表面上直径为4.0mm的圆形区域所用时间仅为40s。当扫描速度不超过微悬臂探针有效带宽所对应的速度时,所构建的AFM系统可无失真地实现微结构表面的快速、大面积测量。 展开更多

关键词 原子力显微镜(AFM) 快速测量 大面积测量 恒高模式 恒力模式 扫描速度

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于石墨烯材料表征的原子力显微分析测试条件探究 被引量：1

16

作者 徐岩岩 王良旺 张永红 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第11期47-55,共9页

原子力显微镜(AFM)是石墨烯材料结构形貌表征最常用的仪器,但AFM测试条件的选择和控制对于能否真实地反映石墨烯材料的结构形貌信息起着决定作用,由此对利用AFM用于石墨烯材料的厚度和粗糙度的测试条件进行研究。探究石墨烯材料厚度测... 原子力显微镜(AFM)是石墨烯材料结构形貌表征最常用的仪器,但AFM测试条件的选择和控制对于能否真实地反映石墨烯材料的结构形貌信息起着决定作用,由此对利用AFM用于石墨烯材料的厚度和粗糙度的测试条件进行研究。探究石墨烯材料厚度测量过程中的基底以及测量模式,并对自制的石墨烯单晶晶圆和氧化石墨烯(GO)纳米片的粗糙度测量过程中的探针类型进行探究。结果表明,石墨烯材料厚度测量过程中,最合适的基底是粗糙度较小的云母片,最合适的测量模式是扫描范围较大且和样品之间作用力比较小的峰值力轻敲模式;石墨烯材料的粗糙度测量过程中,为较真实地反映出石墨烯材料表面的细微结构,应选择曲率半径比较小的探针。 展开更多

关键词 原子力显微镜 石墨烯材料 基底 测量模式 探针

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于原子力显微镜的纳米抛光颗粒的摩擦力测量方法 被引量：4

17

作者 李静楠 郭丹 王元元 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期21-25,共5页

基于原子力显微镜接触模式,使用侧向力扫描测量单个纳米颗粒与基底表面的摩擦力,从而为颗粒从基底表面去除提供最为直接的测试方法。对硅片表面进行羟基化增强其亲水性,将聚苯乙烯纳米颗粒单层均匀地分散到硅片上。使用横向力模式和Nano... 基于原子力显微镜接触模式,使用侧向力扫描测量单个纳米颗粒与基底表面的摩擦力,从而为颗粒从基底表面去除提供最为直接的测试方法。对硅片表面进行羟基化增强其亲水性,将聚苯乙烯纳米颗粒单层均匀地分散到硅片上。使用横向力模式和NanoMan两种方法侧向推动纳米颗粒,测得单个颗粒与硅片表面之间的最大静摩擦力分别为(1.57±0.09)μN和(1.51±0.13)μN,试验结果基本一致,表明这两种测量方法可靠有效。此外,NanoMan可控制针尖推动单个颗粒在基底表面做滑移运动,表明颗粒-基底的滑动摩擦力与针尖施加载荷和扫描速度密切相关。 展开更多

关键词 原子力显微镜 纳米颗粒 摩擦力 横向力模式 NanoMan

在线阅读 下载PDF 职称材料

压膜阻尼对原子力显微镜振动特性的影响研究 被引量：4

18

作者 柳世华 魏征 +1 位作者 孙岩 刘运鸿 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第11期177-183,共7页

原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)在轻敲模式下工作时,随着探针针尖与样品距离的逐渐减小,空气压膜阻尼的作用随之增大。为研究压膜阻尼对原子力显微镜振动系统的影响,分别使用无针尖探针和微球针尖探针进行扫频实验,并基于... 原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)在轻敲模式下工作时,随着探针针尖与样品距离的逐渐减小,空气压膜阻尼的作用随之增大。为研究压膜阻尼对原子力显微镜振动系统的影响,分别使用无针尖探针和微球针尖探针进行扫频实验,并基于振动理论将该过程简化,得到了两种不同的振动模型的系统刚度。在考虑压膜阻尼作用影响后,将微球针尖振动系统模型进一步简化为一维振子模型,并对压膜阻尼的影响进行讨论。实验表明空气压膜阻尼模型对于探针样品在微尺度下的作用过程是准确合理的。该结果对原子力显微镜轻敲模式研究具有重要意义。 展开更多

关键词 轻敲模式原子力显微镜 振动刚度 压膜阻尼 一维振子

在线阅读 下载PDF 职称材料

原子力显微镜引力域成像的驱动频率优化研究 被引量：1

19

作者 王伟 华宝成 +1 位作者 李英姿 钱建强 《电子显微学报》 CAS CSCD 2012年第6期517-522,共6页

探针的驱动频率是决定轻敲模式原子力显微镜工作域的重要因素之一。高于共振频率的驱动频率可明显促进探针工作在引力域。本文研究了驱动频率对探针在两个工作区域即引力域和斥力域之间进行转换的重要影响。采用数值仿真的方法针对不同... 探针的驱动频率是决定轻敲模式原子力显微镜工作域的重要因素之一。高于共振频率的驱动频率可明显促进探针工作在引力域。本文研究了驱动频率对探针在两个工作区域即引力域和斥力域之间进行转换的重要影响。采用数值仿真的方法针对不同的驱动频率研究了振幅距离曲线和行扫描曲线。结果证明不同的驱动频率对探针工作在引力域的促进作用不同,当选择高于共振频率且探针振幅下降到自由状态下共振振幅的30%时所对应的驱动频率附近,此时的驱动频率对引力域成像促进效果最好。 展开更多

关键词 原子力显微镜 轻敲模式 引力域 驱动频率

在线阅读 下载PDF 职称材料

使用自激振荡法提高原子力光子扫描隧道组合显微镜的扫描速度 被引量：1

20

作者 王昭 吴世法 刘琨 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期906-912,共7页

介绍了采用频率偏移控制样品/探针间距的原子力光子扫描隧道组合显微镜(AF/PSTM)。制备了尖端直径<100nm,锥角为60～90°的锐利大锥角探针用于轻敲自激振荡模式的AF/PSTM,该探针固定在压电陶瓷片上置于一个正反馈回路中激励探针... 介绍了采用频率偏移控制样品/探针间距的原子力光子扫描隧道组合显微镜(AF/PSTM)。制备了尖端直径<100nm,锥角为60～90°的锐利大锥角探针用于轻敲自激振荡模式的AF/PSTM,该探针固定在压电陶瓷片上置于一个正反馈回路中激励探针振荡。使用锁相器解调自激振荡探针的频率,调整Z方向压电陶瓷的运动使得锁相器检测到的值维持恒定来跟踪样品的起伏。对外加激励模式和自激振荡模式进行了对比。理论分析表明,自激振荡方法减小了探针响应时间;测试试验显示,采用自激振荡模式AF/PSTM的带宽为50Hz,比外加振荡模式快一个数量级。采用改进后的仪器对光栅样品以1Hz的速度进行了扫描,扫描结果显示,采用自激振荡的方式得到的形貌和光学图像比外加激励模式更清晰,不仅响应时间更快,通过提高Q值还可以提高分辨率而不会增加系统进入稳态的时间。 展开更多

关键词 原子力/光子扫描隧道组合显微镜 自激振荡模式 响应时间

在线阅读 下载PDF 职称材料