原子力顯微鏡(Atomic Force Microscopy,AFM)是一種具有原子級別高分辨率的新型表面分析儀器,它不但能像掃描隧道顯微鏡(STM)那樣觀察導體和半導體材料的表面現(xiàn)象,而且能用來觀察諸如玻璃、陶瓷等非導體表面的微觀結構,還可以在氣體、水和油中無損傷地直接觀察物體,大大地拓展了顯微技術在生命科學、物理、化學、材料科學和表面科學等領域中的應用。
AFM主要由掃描隧道顯微鏡(STM)發(fā)展而來,其基本原理相似。AFM 通過一個微小的針尖與樣品表面相互作用,以實現(xiàn)高分辨率的表面成像。針尖與樣品之間的相互作用力可以是吸引力或斥力。根據(jù)針尖與樣品表面之間的距離和作用力的性質(zhì),AFM 主要有三種成像模式:接觸模式、非接觸模式和輕敲模式。
1.接觸模式:針尖與樣品表面距離較小,利用原子間的斥力。這種模式可以獲得高解析度圖像,但可能導致樣品變形和針尖受損。接觸模式不適合于表面柔軟的材料。
2.非接觸模式:針尖距離樣品 5-20 納米,利用原子間的吸引力。這種模式不損傷樣品表面,可測試表面柔軟樣品,但分辨率較低,有誤判現(xiàn)象。
3.輕敲模式:針尖在掃描過程中周期性地接觸和離開樣品表面,以減少表面損傷和提高成像分辨率。
AFM的出現(xiàn),極大地推動了納米科技的發(fā)展。在材料科學領域,科學家利用AFM研究納米材料的表面形貌、粗糙度、力學性質(zhì)等,為設計更先進的功能材料提供了寶貴數(shù)據(jù)。在生物醫(yī)學領域,AFM成為解析生物分子結構、細胞膜動態(tài)變化及細胞間相互作用的重要工具,助力新藥研發(fā)與疾病診斷。此外,在半導體工業(yè)、數(shù)據(jù)存儲技術乃至環(huán)境科學等多個領域,AFM都發(fā)揮著非常重要的作用。
免責聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源:化工儀器網(wǎng)”的所有作品,均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權或有權使用的作品,未經(jīng)本網(wǎng)授權不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權使用作品的,應在授權范圍內(nèi)使用,并注明“來源:化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關法律責任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源(非化工儀器網(wǎng))的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責,不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時,必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源,并自負版權等法律責任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權等問題,請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關權利。