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更新時(shí)間:2024-04-30 15:29:59瀏覽次數(shù):1827
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產(chǎn)地類(lèi)別 | 國(guó)產(chǎn) | 應(yīng)用領(lǐng)域 | 醫(yī)療衛(wèi)生,生物產(chǎn)業(yè),農(nóng)業(yè) |
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實(shí)驗(yàn)原理
AFM(原子力顯微鏡)是SPM家族中應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的表面觀察與研究工具之一。其工作原理基于原子之間的相互作用力。當(dāng)一根十分尖銳的微探針在縱向充分逼近樣品表面至數(shù)納米甚至更小間距時(shí),微探針jianduan的原子和樣品表面的原子之間將產(chǎn)生相互作用的原子力。原子力的大小與間距之間存在一定的曲線關(guān)系。在間距較大的起始階段,原子力表現(xiàn)為引力,隨著間距的進(jìn)一步減小,由于價(jià)電子云的相互重疊和兩個(gè)原子核的電荷間的相互作用,原子力又轉(zhuǎn)而表現(xiàn)為排斥力。這種排斥力隨著間距的縮短而急劇增大。AFM正是利用原子力與間距之間的這些關(guān)系,通過(guò)檢測(cè)原子間的作用力而獲得樣品表面的微觀形貌的。
儀器概述
AFM采用對(duì)微弱力極其敏感的微懸臂作為力傳感器──微探針。微懸臂一端固定,另一端置有一與微懸臂平面垂直的金字塔狀微針尖。當(dāng)針尖與樣品之間的距離逼近到一定程度時(shí),兩者間將產(chǎn)生相互作用的原子力,其中切向力(摩擦力)Ft使微懸臂扭曲,法向(縱向)力Fn將推動(dòng)微懸臂偏轉(zhuǎn)。我們所關(guān)心的主要是縱向力Fn,它與針尖──樣品間距成一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系,即與樣品表面的起伏具有對(duì)應(yīng)關(guān)系。微懸臂的偏轉(zhuǎn)量十分微小,無(wú)法進(jìn)行直接檢測(cè),采用光學(xué)方法將偏轉(zhuǎn)量放大,可推知微懸臂偏轉(zhuǎn)量(即原子力)的大小,終獲得樣品表面的微觀形貌。
儀器特點(diǎn)
*的臥式探頭
臥式AFM探頭設(shè)計(jì),使原子力作用方向與重力方向垂直而互不干擾;降低了探頭的整體重心;克服了原有粗調(diào)與微調(diào)逼近機(jī)構(gòu)的垂直蠕動(dòng);具有*的臥式可視化光路。探頭及儀器性能更加穩(wěn)定和*。
穩(wěn)定的三軸壓電掃描器
采用互相正交的三軸壓電陶瓷掃描控制器,X、Y、Z三軸壓電陶瓷之間互不耦合,可保證掃描圖像不因耦合而失真;掃描器具有更好的掃描線性和獨(dú)立性、更高的強(qiáng)度和剛度,兼具更強(qiáng)的掃描驅(qū)動(dòng)力,能同時(shí)適用于較小與較大、較輕與較重樣品的掃描成像。
優(yōu)化的檢測(cè)與控制系統(tǒng)
采用優(yōu)化的微納米掃描與反饋控制電路系統(tǒng),配以多路高精度A/D&D/A控制接口,可獲得更高的掃描分辨率、更好的重復(fù)性和更佳的圖像質(zhì)量。
完善的軟件界面與功能
功能強(qiáng)大、界面友好,可適用于Windows XP/Win7/Win8/Win10等操作系統(tǒng)。一般操作者均可輕松而熟練地掌握,只需點(diǎn)擊鼠標(biāo),即可完成從圖像掃描到圖像處理及數(shù)據(jù)信息計(jì)算的全部操作。可用鼠標(biāo)任意選擇局部掃描區(qū)域,實(shí)現(xiàn)圖像平移、定位和縮放;可設(shè)定掃描次數(shù)并自動(dòng)控制掃描停止;具有實(shí)現(xiàn)X、Y方向的面掃描和線掃描的功能;可獲得樣品表面的納米級(jí)三維形貌結(jié)構(gòu)和截面線;高質(zhì)量的彩色/黑白平面圖像顯示與三維立體圖像顯示;具有圖像的二維和三維納米標(biāo)尺標(biāo)注功能及粒徑測(cè)量功能;具備納米級(jí)表面微觀粗糙度的統(tǒng)計(jì)及計(jì)算功能;可準(zhǔn)確測(cè)定樣品表面的微納米級(jí)臺(tái)階高度和深度;完善的圖像處理功能,包括裁剪、粘貼、旋轉(zhuǎn)、對(duì)比調(diào)節(jié)、亮度調(diào)節(jié)、顏色調(diào)整、背景色調(diào)整、圖像平滑、濾波等。
簡(jiǎn)單便捷的儀器操作
AFM的操作十分簡(jiǎn)單和便捷,一般操作人員即可完成,無(wú)需專(zhuān)人操作和維護(hù)。安裝探針、安裝樣品、粗調(diào)和微調(diào)進(jìn)樣、圖像掃描、圖像存儲(chǔ)等操作,均可在1分鐘內(nèi)完成。特別適用于科學(xué)研究、教學(xué)實(shí)驗(yàn)及產(chǎn)品檢測(cè)。
高穩(wěn)定性與抗干擾能力
AFM既可在良好的實(shí)驗(yàn)條件下工作,也可在有一般實(shí)驗(yàn)室、普通桌面、有輕微振動(dòng)、有環(huán)境干擾、有光照等條件下正常運(yùn)作,快速掃描觀察各種微納米樣品,獲得理想的圖像和微納米結(jié)構(gòu)信息。具備更好的穩(wěn)定性和抗震性,更強(qiáng)的抗(光、電、磁等)干擾能力,更快的掃描速度(1幅圖像/1~6秒,作為對(duì)比,進(jìn)口儀器的掃描速率一般為1幅圖像/10~20分鐘甚至更慢)。
高適用性廣泛應(yīng)用領(lǐng)域
可同時(shí)適用于科學(xué)研究、本科生和研究生的教學(xué)實(shí)驗(yàn)及納米技術(shù)產(chǎn)品的檢測(cè),廣泛適用于各種金屬/非金屬、導(dǎo)體/非導(dǎo)體、磁性/非磁性材料樣品的掃描檢測(cè)。對(duì)被測(cè)材料樣品無(wú)特殊要求,免去繁瑣的樣品制備過(guò)程,可直接掃描獲得微納米結(jié)構(gòu)信息。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與典型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
部分掃描測(cè)試樣品的AFM圖像
部件列表
描述 | 數(shù)量 |
原子力顯微鏡探頭 | 1 |
控制機(jī)箱 | 1 |
直流高壓電源 | 1 |
A/D&D/A控制接口卡 | 1 |
AFM微探針 | 15組60 tips |
USB光學(xué)顯微鏡 | 1 |
一體機(jī), 含AFM掃描控制軟件 | 1 |
樣品 | 5 |
剪刀、鑷子、啟子、放大鏡等工具 | 1 |