原子力显微镜-扫描电子显微镜共定位表征系统的研发与应用

微纳加工过程中,常有样品需要进行聚焦离子束(FIB)溅射、切割,扫描电子显微镜(SEM)以及原子力显微镜(AFM)表征,而这三类仪器都需要将样品固定在样品台上才可测试,固定不佳会影响表征结果.但固定好的样品在不同仪器之间转移、拆卸、再固定的过程中极易受到破坏.基于以上问题,设计了AFM-SEM-FIB样品共定位系统,可实现样品在此三种仪器之间的无损转移及共定位,避免珍贵样品破坏及目标丢失,以及解决AFM扫描无法控制方向、迅速调整位点等问题.在微纳表征中有优异的表现,系统已被开发成产品并量产销售.

SNOM/SFM结合的近场光学探针

介绍了近年来近场光学探针技术的进展,特别是可与扫描力显微镜结合的探针制备技术。

自敏感式SFM的研发及其在微小垂直面无损测量中的应用(英文)

介绍了一种新颖的扫描原子力显微 (SFM )方法 ,它可用于微机械垂直面的无损测量 ,这是惯用的SFM和其他测量仪器无法实现的 .除操作灵活外 ,本方法使用自敏感微小悬臂结构确定其自身的偏移 .因此 ,这使得测量微小垂直镜面的反射面以及微模插入物内壁等微结构的特征时可以精确定位 .本方法已成功地应用于测量微模长方形腔体的内壁和热压聚合物微镜的反射面 ,该微镜的尺寸是 5 0 0 μm (长 )× 10 0 μm(宽 )× 2 0 0 μm (高 ) .

蛋清蛋白热诱导凝胶特性研究

以鸡蛋为研究对象,将蛋清于80,90,100℃下分别加热10,20,30 min制备凝胶,通过质构仪、SDS-PAGE、红外光谱、扫描电子显微镜等仪器,对其组织结构、持水力、蛋白质亚基组成、凝胶作用力组成、总巯基含量、二级结构和微观结构进行测定,分析蛋清蛋白的凝胶特性。结果表明,随着加热温度的上升和时间的延长,硬度、胶黏性和咀嚼性呈现先上升后下降的趋势,在90℃下加热20 min时均达到了最大值,硬度为12.18 N,胶黏性为5.72 N,咀嚼性为54.96 mJ;持水力逐渐降低,在100℃下加热20 min时最低,为68.7%;可溶性蛋白含量先降低后升高,可溶性蛋白亚基条带增加;蛋清蛋白凝胶作用力中主要是疏水作用和二硫键,占比达80%以上,随着温度的升高,疏水作用比例呈上升趋势;凝胶的总巯基含量呈下降趋势,最低达到12.69μmol/L;在90℃下加热20 min时,β-折叠含量由32.16%增加到56.31%,β-转角含量由40.03%减少到18.24%,蛋白质的二级构象发生了显著的变化。

铜含量对Al-Zn-Mg-(Cu)合金晶间腐蚀和剥落腐蚀敏感性的影响

通过电化学试验和浸泡试验,使用电子背散射衍射、光学显微镜、扫描电镜和扫描透射电镜及扫描开尔文探针原子力显微镜,研究铜含量对Al-Zn-Mg-(Cu)合金晶间腐蚀和剥落腐蚀敏感性的影响。结果表明,铜含量从0增加至2.6%(质量分数),晶间腐蚀敏感性增高;而剥落腐蚀敏感性先增高后降低,铜含量为1%时的剥落腐蚀敏感性最高。随着Cu含量的增加,再结晶分数增加,再结晶晶粒的长宽比先减小后增大;晶界析出相与基体的伏打电势差提高,使晶界析出相更易被腐蚀。根据晶界析出相的形貌特征、晶粒组织和晶界析出相与基体的伏打电势差,对晶间腐蚀和剥落腐蚀的萌生和扩展进行讨论。

真空调频原子力显微镜高精度扫描器设计与校准

原子力显微镜(AFM)是一种表征样品表面的物理化学信息的精密仪器,AFM高精度扫描器是整个测量与表征系统的核心部件,其性能直接影响整个测量系统的性能,因此对原子力显微镜高精度扫描器的研究具有重要意义。介绍了调频原子力显微镜(FM-AFM)、AFM精密扫描平台以及扫描器的基本原理,提出了更为精确的扫描器设计模型,并将根据真空FM-AFM实际需要设计的扫描器搭载到自主研发的超高真空AFM系统中进行测试,结果表明了设计模型的精确性。随后,根据实验测试结果进行了相应的校准,提出了一种基于图像进行非线性校准的简易方法。最后,对云母样品表面形貌进行了测量,得到了云母台阶。

电力变压器用绝缘纸热老化的微观结构及形貌研究

对绝缘纸在热老化过程中微观形貌、纸纤维的结构以及其超微结构等的变化发展进行研究。通过对比绝缘纸样品的原子力显微镜图片,发现初始绝缘纸纤维素的原子排列致密而有序,但经过加速热老化后葡萄糖单体的六边形结构受到破坏。此外,通过扫描电镜照片可以发现纤维素的细胞壁在老化过程中逐渐破裂,同时纤维素的长度及粗度均有减小。通过X光衍射分析显示绝缘纸样品的结晶度及晶粒尺寸在老化过程中逐渐减小,但仍保持原有的纤维素晶型和两相共存的微细结构。试验证明,绝缘纸老化的微观结构研究对进一步了解绝缘纸纤维老化的发展过程及其老化机理有很好的帮助。

扫描探针显微术的应用(综述)

扫描探针显微镜 (SPM)是扫描隧道显微镜 (STM)、原子力显微镜 (AFM)、近场光学显微镜(SNOM)等近几年发展起来的新型显微镜的总称 .SPM的发展使得在纳米尺度上研究物质的特性和相互作用成为可能 ,它为生物。

原子力显微镜及其应用

本文简要介绍了原子力显微镜的发展史 ,评述了原子力显微镜的工作原理、工作模式及技术 。

扫描探针显微镜系列及其应用综述

扫描探针显微镜将人类带入原子世界,使人类不仅能够观察到物质表面原子的排布情况,而且能够按照人类的意图实现原子操纵.回顾了扫描探针显微镜的历史,介绍了目前国际上各种系列的扫描探针显微镜基本原理、主要特点、研究现状和最新应用情况,重点介绍了原子操纵和生命科学、信息科学领域的应用,提出了扫描探针显微镜目前的研究方向.

纳米孔阵列阳极氧化铝膜的制备和表征(英文)

本文通过在0℃、0.5mol·L-1的草酸溶液中阳极氧化高纯铝片的方法制得了阳极氧化铝(AAO)膜,并用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对AAO膜的形貌和结构进行了表征。结果表明,阻挡层AAO膜中大小一致的膜胞在铝/氧化铝界面上排成六方形阵列;有孔层AAO膜中含有高度有序的纳米孔阵列和膜胞阵列,并且孔的直径和膜胞的尺寸都具有较窄的分布。另外,考察了阳极氧化电压对膜胞尺寸、孔径大小、孔密度和膜胞密度的影响,表明在一定的电压范围内,膜胞和孔径都随电压的升高而增大,而孔密度和膜胞密度却随电压的升高而减小。

扫描探针显微术在巯醇自组装单分子膜纳米刻蚀中的应用

介绍了近十年来扫描探针显微术(SPM)在巯醇自组装单分子膜纳米刻蚀中的应用.依据扫描探针的工作原理,依次讨论了扫描隧道显微镜、原子力显微镜和导电原子力显微镜的工作特点和适用范围.同时也讨论了自组装单分子膜纳米刻蚀术在生物分子传感器、超高密度信息存储等领域的应用前景.

聚酰亚胺静电损伤和取向作用失效的系统观测

利用偏光显微镜、扫描电镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）对聚酰亚胺（PI）表面正常区域和静电损伤区域进行系统观测。偏光显微镜的观测基于超扭曲向列相液晶显示（STN—LCD）的关态透射原理，并确定损伤区域的线度在50～100μm。用SEM区分静电损伤引起的“白点”与尘粒引起的“白点”，同时观测到电极被局域破坏，其线度沿电极边缘约20μm。通过AFM的直接观测发现，与正常区域比较损伤区域失去了沟槽结构，但仍然保持深度在10nm以内的二维无序凹凸结构，其原因为：损伤后PI对液晶分子取向作用失效的机制是沟槽结构的消失。

化学力显微镜针尖修饰技术研究新进展

评述了化学力显微镜的新成果。对自组装单分子膜修饰扫描探针显微镜针尖，生物分子修饰原子力显微镜针尖，电化学方法修饰扫描隧道显微镜针尖，纳米碳管材料修饰原子力显微镜针尖等作了介绍。

纳米尺度铁电畴的扫描力显微镜成像研究进展

扫描力显微镜(SFM)作为一种新型的超分辨率近场扫描探针显微仪器正日益受到各学科领域的高度重视.在铁电材料领域,SFM是开展纳米尺度铁电畴结构成像、纳米尺度畴结构控制及纳米尺度微区的铁电性、介电性、压电性等特性研究的潜在的强有力的研究工具.本文就纳米尺度铁电畴的扫描力显微镜的成像原理的研究进展作一综述.

两种方法提取的麦冬多糖结构及聚集行为的比较研究

本文利用热水提取法与超声提取法提取麦冬多糖,并利用傅里叶变换红外光谱法、原子力显微镜(AFM)及扫描电子显微镜(SEM)对两种方法提取的麦冬多糖的官能团及表面形貌进行了比较研究。结果表明,热水提取的麦冬多糖(WPOJ-DS)与超声提取的麦冬多糖(UPOJ-DS)的官能团存在明显差别,在WPOJ-DS中检测到β-葡萄吡喃糖,而UPOJ-DS中没有。两种多糖的AFM观测结果表明,相对于WPOJ-DS,UPOJ-DS的分散性更好,能观察到多糖单分子链形态以及明显的螺旋结构,说明超声处理可能对麦冬多糖的分子间及分子内氢键产生影响。SEM结果表明,UPOJ-DS相对于WPOJ-DS大片状结构减少,且出现很多棒状及小球状颗粒,说明超声处理使麦冬多糖产生了降解。因此,超声提取法会对麦冬多糖的分子结构及聚集行为产生影响。

绿茶多糖的扫描电镜制样新方法及原子力显微镜观察

利用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对绿茶多糖及酶解绿茶多糖试样进行显微成像,得到颗粒状或由单个颗粒聚集成的形貌结构。结果表明:改进制样方法的扫描电镜观察结果与原子力显微镜成像基本一致,说明了改进后的扫描电镜制样方法是一种简单有效的方法。实验结果还在一定程度上解释了绿茶多糖经酶解后其微观形态的变化情况。

盐冻循环条件下改性沥青微细观结构

利用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)研究了内蒙古地区道路工程常用沥青(基质沥青、SBS改性沥青和胶粉改性沥青)盐冻循环前、后的细观结构变化,分析了改性剂与沥青的相互作用机理。结果表明,SEM和AFM可以相互补充,能更好地反映沥青在不同状态下细观结构的变化。在冻融循环后,各种沥青发生不同程度的水老化,特别是盐冻循环后基质沥青与SBS改性沥青中出现盐晶粒,沥青膜破坏明显;而胶粉改性沥青中胶粉颗粒抑制盐晶粒的生长,且胶粉颗粒本身具有弹性,低温性能虽有下降,但多次冻融循环后仍能保持较好的形态。

AFM扫描参数对样品粗糙度测量的影响

原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)是纳米科技研究领域的一种重要工具。作为一种近场成像仪器,参数的选择对样品成像的效果有着很大的影响,不当的参数甚至可能造成样品的损坏。通过采用控制变量法,并以均方根粗糙度作为评判标准,改变AFM各项扫描参数,研究了AFM中不同参数的调整对于样品扫描图像的影响。结果表明,振幅阈值、扫描速率、积分增益三项参数对于测量样品表面粗糙度均有较大影响,通过适当改变扫描参数,可以有效提升AFM的样品扫描质量。

利用AFM在不同加工参数下实现纳米加工

利用扫描探针显微镜(SPM)进行电场诱导氧化加工的方法可应用于半导体微型器件和纳米电子器件的加工制作.文中研究了原子力显微镜(AFM)电场诱导氧化理论以及一些加工参数(偏置电压和加工速度)对加工结构尺寸的影响,并提出了阈值电压的概念.通过实验得出了偏压越大,加工线尺寸越大的结论,并指出随着加工速度的增大,加工线宽和线高都减小,且加工线高度和加工速度近似呈负对数关系.实验是在H钝化的Si表面上进行的.