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低溫掃描探針顯微鏡的應用領域分享
發布時間:2019-07-08   點擊次數:159次
   低溫掃描探針顯微鏡的應用領域是寬廣的。無論是物理、化學、生物、醫學等基礎學科,還是材料、微電子等應用學科都有它的用武之地。

  低溫掃描探針顯微鏡的價格相對於電子顯微鏡等大型儀器來講是較低的。

  同其它表麵分析技術相比,低溫掃描探針顯微鏡有著諸多優勢,不僅可以得到高分辨率的表麵成像,與其他類型的顯微鏡相比(光學顯微鏡,電子顯微鏡)相比,低溫掃描探針顯微鏡掃描成像的一個巨大的優點是可以成三維的樣品表麵圖像,還可對材料的各種不同性質進行研究。

  同時,SPM 正在向著更高的目標發展, 即它不僅作為一種測量分析工具,而且還要成為一種加工工具, 也將使人們有能力在極小的尺度上對物質進行改性、重組、再造.SPM 對人們認識世界和改造世界的能力將起著極大的促進作用。同時受製其定量化分析的不足,因此SPM 的計量化也是人們正在致力於研究的另一重要方向,這對於半導體工業和超精密加工技術來說有著非同一般的意義

  掃描隧道顯微鏡(STM)在化學中的應用研究雖然隻進行了幾年,但涉及的範圍已極為廣泛。因為掃描隧道顯微鏡(STM)的最早期研究工作是在超高真空中進行的,因此最直接的化學應用是觀察和記錄超高真空條件下金屬原子在固體表麵的吸附結構。

  在化學各學科的研究方向中,電化學可算是很活躍的領域,可能是因為電解池與掃描隧道顯微鏡(STM)裝置的相似性所致。同時對相界麵結構的再認識也是電化學家們長期關注的課題。專用於電化學研究的掃描隧道顯微鏡(STM)裝置已研製成功。

  低溫掃描探針顯微鏡近些年來應用的領域越來越多,其中主要的除了獲得高分辨的二維和三維表麵形貌外,在線監測是個熱點,其中包括了生物活體的在線監測和物理化學反應的在線監測。在材料領域中,人們利用它來研究腐蝕的微觀機理。腐蝕是一種發生在固體與氣體或液體分界麵上的現象。雖然通常人眼就可以看到腐蝕造成的結果,但是腐蝕都是從原子尺度開始的。

  在生物醫學研究對象也從最初的DNA迅速擴大到包括細胞結構、染色體、蛋白質、膜等生物學的大部分領域。更為重要的是,SPM作為靜態觀察,還可以實現動態成像,按分子設計製備具有特定功能的生物零件、生物機器、將生物係統和微機械有機地結合起來。

  在微機械加工方麵:由於SPM 的針尖曲率半徑小,且與樣品之間的距離很近( < 1nm),在針尖與樣品之間可以產生一個高度局域化的場,包括力、電、磁、光等。該場會在針尖所對應的樣品表麵微小區域產生結構性缺陷、相變、化學反應、吸附質移位等幹擾,並誘導化學沉積和腐蝕,這正是利用SPM 進行納米加工的客觀依據。同時也表明,低溫掃描探針顯微鏡不是簡單用來成像的顯微鏡,而是可以用於在原子、分子尺度進行加工和操作的工具

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