1.具有原子分辩率。 2.可实时得到在实空间中表面的三维图象; 3.可以观察单个原子层的局部表面结构。 4.可在真空、大气、常温等不同环境下工作;
成像方式:通过用隧道电流检测力敏元件的位移 来实现力敏元件探针尖端原子与表面原子之间的排 斥力的检测,m6米乐平台 米乐官方网站进而得到表面形貌像。
在原子力显微镜(AFM)的 系统中,使用微小悬臂来感测针 尖与样品之间的交互作用,这作 用力会使悬臂摆动。
其成像原理与光学显微镜类似。它们的根本 不同点在于:光学显微镜以可见光作照明束,透 射电子显微镜则以电子为照明束。在光学显微镜 中将可见光聚焦成像的是玻璃透镜,在电子显微 镜中相应的为磁透镜。
测试样品的硬度和弹性等;AFM还能产生和测量电化学反 应。AFM还具有对标本的分子或原子进行加工的力行为,例如: 可搬移原子,切割染色体,在细胞膜上打孔等等。
上世纪80年代初,IBM公司的宾尼博士和罗雷 尔发明了隧道显微镜,1986年他俩与发明电子 显微镜的鲁斯卡获诺贝尔物理学奖。
工作原理:基于量子的隧道效应,将原子尺度 的极细探针和被研究物质(样品)表面作为两 个电极,当探针与样品之间非常接近(通常小 于1nm),在外加电场的作用下,电子会穿过 两个电极的绝缘层从一极流向另一极,这种现 象称为隧道效应。
原理:XRD物相分析是基于多晶样品对X射线的衍射 效应,对样品中各组分的存在形态进行分析。
特点:可以测定材料中各组分的含量、结晶、晶相、 晶体结构、各种元素在晶体中的价态、成键状态等。
缺点:灵敏度较低,只能测定样品中含量在1%以上的 物相;定量准确度在1%数量级;对于非晶态样品不能 测定。
1991年IBM公司的“拼字”科研小组创造出了 “分子绘画”艺术。这是他们利用STM把一氧 化碳分子竖立在铂表面上、分子间距约0.5纳米 的“分子人”。这个“分子人”从头到脚只有5 纳米,堪称世界上最小的人形图案
1994年初,中国科学院真空物理实验室的研究人员成功地利用一种 新的表面原子操纵方法,通过STM在硅单晶表面上直接提走硅原子, 形成平均宽度为2纳米(3至4个原子)的线条。从STM获得的照片上 可以清晰地看到由这些线”字样和硅原子晶格整齐排 列的背景。
成像原理:与透射电镜完全不同: 高能电子轰击样品表面。激发各种信息。 二次电子、透射电子、俄歇电子、X射线等。 不同的信息检测器。 高真空状态工作成像。
利用激光将光照射在悬臂的末 端,当摆动形成时,会使反射光 的位置改变而造成偏移量,此时 激光检测器会记录此偏移量,把 此时的信号给反馈系统。
光学显微镜的放大倍数一般都超不过1000倍;电子显微镜 放大倍数极限为100万倍;而AFM的放大倍数高达10亿倍。
显微技术: TEM , SEM ,STM ,AFM 分析纳米材料的粒度与形貌
能谱技术:能谱(EDS),俄歇电子能谱(AES) , X射线光电子能谱(XPS) 分析成分与表/界面
表征的主要任务: (1) 纳米尺度上(0.1~100nm)分析纳米结构材料和 器件的组成、构造; (2)探索新现象、发展新材料和新的器件。
20世纪90年代 扫描探针显微镜(SPM)技术 搬动原子组成纳Байду номын сангаас结构图案
一. 表征概述 二. 显微技术 三. 衍射技术 四. 五. 光谱技术 六. 粒度表征
表征的目的:测试材料的结构与性能。 材料的性能决定于材料的结构,如果我们能够找到
纳米材料结构与性能之间的关系,获得制备条件影响 材料结构的信息,那么我们就能够利用这些信息来建 立计算机模型,预测纳米结构-性能-制备条件之间的 关系。
光谱技术 :红外光谱(IR) , 拉曼(Raman)光谱。 分析成分与表/界面
工作原理: 以高能电子(50-200keV)穿透样 品,以波长很短的电子束做照明源,根据样品不 同位置的电子透过强度不同或电子透过晶体样品 的衍射方向不同,m6米乐平台 米乐官方网站经过后面的电磁透镜的放大后, 在荧光屏上显示出图象.