非接触调频模式AFM的发展及生物学应用

非接触调频模式原子力显微镜(AFM)可实现高分辨成像,其探针针尖与样品间的相互作用力非常小,能最大限度减少样品形变。本文综述非接触调频模式原子力显微镜在真空和溶液中的高分辨成像发展,并以DPPC磷脂双分子层和人类免疫球蛋白IgM为例,介绍了该系统在生物结构学研究中的应用。

原子力显微镜及其在生物医药学研究中的应用

本文介绍了原子力显微镜的工作原理及特点,并对其三种工作模式进行了比较,重点介绍了更适用于生物医药研究的敲击式工作模式以及原子力显微镜在生物医药学研究中的应用。

大气环境非接触调频AFM检测与控制平台设计及测试

为进一步提高大气环境调频非接触模式原子力显微镜(frequency modulated non-contact atomic force microscope)样品表面形貌表征能力。本文基于大气环境光路调节系统设计了高精度驱动位移调节装置,采用多块堆叠的切向压电陶瓷实现了stick-slip高精度驱动方式,调节精度达到了2.6nm/V,其精度高于常规步进电机,使得悬臂反射率达到26%。基于该高精度位移调节装置设计,系统实现了谐振频率检测与反馈,其中共振频率f0=158.73kHz,半高宽ω=373.2Hz,品质因数Q=564,系统最小检测灵敏度达到80mHz,系统电压噪声密度约为2.32μV/Hz,系统整体噪声为253.3fm/Hz。为表征样品形貌奠定了基础。

氧化铝薄膜的制备与结构缺陷研究

阐述了氧化铝(AlO)薄膜4层结构与台阶结构,同时提出了薄膜中含有的2种缺陷结构。通过Ar~+溅射和退火获得氧化铝薄膜,基于超高真空非接触式调频原子力显微镜(UHV-NC-FM-AFM)测试技术,对所制作的氧化铝薄膜进行表征研究。通过对氧化铝薄膜构造与缺陷建模,结合实验分析,验证了薄膜结构和缺陷理论。缺陷结构高度为(50±20)pm,氧化铝薄膜台阶的高度约200 pm,薄膜周期结构与DFT计算理论模型中单元的大小基本一致,实验结果与理论值基本吻合,为后期蒸镀钯(Pd)实验奠定了基础。