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  smile冰冰心 2016-12-22 00:00:00

  　　原子力顯微鏡，一種可用來研究包括絕緣體在內(nèi)的固體材料表面結(jié)構(gòu)的分析儀器。 　　簡介信息 　　生物型原子力顯微鏡 　　它主要由帶針尖的微懸臂、微懸臂運動檢測裝置、監(jiān)控其運動的反饋回路、使樣品進行掃描的壓電陶瓷掃描器件、計算機控制的圖像采集、顯示及處理系統(tǒng)組成。微懸臂運動可用如隧道電流檢測等電學方法或光束偏轉(zhuǎn)法、干涉法等光學方法檢測，當針尖與樣品充分接近相互之間存在短程相互斥力時，檢測該斥力可獲得表面原子級分辨圖像，一般情況下分辨率也在納米級水平。AFM測量對樣品無特殊要求，不需要對樣品進行特殊處理，僅在大氣環(huán)境下就可測量固體表面、吸附體系等，得到三維表面粗造度等信息。 　　優(yōu)點缺點 　　優(yōu)點 　　原子力顯微鏡觀察到的圖像 　　相對于掃描電子顯微鏡，原子力顯微鏡具有許多優(yōu)點。不同于電子顯微鏡只能提供二維圖像，AFM提供真正的三維表面圖。同時，AFM不需要對樣品的任何特殊處理，如鍍銅或碳，這種處理對樣品會造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害。第三，電子顯微鏡需要運行在高真空條件下，原子力顯微鏡在常壓下甚至在液體環(huán)境下都可以良好工作。這樣可以用來研究生物宏觀分子，甚至活的生物組織。 　　缺點 　　和掃描電子顯微鏡(SEM）相比，AFM的缺點在于成像范圍太小，速度慢，受探頭的影響太大。原子力顯微鏡（Atomic Force Microscope）是繼掃描隧道顯微鏡（Scanning Tunneling Microscope）之后發(fā)明的一種具有原子級高分辨的新型儀器，可以在大氣和液體環(huán)境下對各種材料和樣品進行納米區(qū)域的物理性質(zhì)包括形貌進行探測，或者直接進行納米操縱；現(xiàn)已廣泛應用于半導體、納米功能材料、生物、化工、食品、醫(yī)藥研究和科研院所各種納米相關(guān)學科的研究實驗等領域中，成為納米科學研究的基本工具。原子力顯微鏡與掃描隧道顯微鏡相比，由于能觀測非導電樣品，因此具有更為廣泛的適用性。當前在科學研究和工業(yè)界廣泛使用的掃描力顯微鏡（Scanning Force Microscope），其基礎就是原子力顯微鏡。 　　應用領域 　　隨著科學技術(shù)的發(fā)展，生命科學開始向定量科學方向發(fā)展。大部分實驗的研究ZD已經(jīng)變成生物大分子，特別是核酸和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其相關(guān)功能的關(guān)系。因為AFM的工作范圍很寬，可以在自然狀態(tài)（空氣或者液體）下對生物醫(yī)學樣品直接進行成像，分辨率也很高。因此，AFM已成為研究生物醫(yī)學樣品和生物大分子的重要工具之一。AFM應用主要包括三個方面：生物細胞的表面形態(tài)觀測；生物大分子的結(jié)構(gòu)及其他性質(zhì)的觀測研究；生物分子之間力譜曲線的觀測。 　　 掃描隧道顯微鏡亦稱為"掃描穿隧式顯微鏡"、"隧道掃描顯微鏡"，是一種利用量子理論中的隧道效應探測物質(zhì)表面結(jié)構(gòu)的儀器。它于1981年由格爾德·賓寧(G.Binnig)及海因里?！ち_雷爾(H.Rohrer)在IBM位于瑞士蘇黎世的蘇黎世實驗室發(fā)明，兩位fa明者因此與恩斯特·魯斯卡分享了1986年諾貝爾物理學獎。 　　掃描隧道顯微鏡 scanning tunneling microscope 縮寫為STM。它作為一種掃描探針顯微術(shù)工具，掃描隧道顯微鏡可以讓科學家觀察和定位單個原子，它具有比它的同類原子力顯微鏡更加高的分辨率。此外，掃描隧道顯微鏡在低溫下（4K）可以利用探針精確操縱原子，因此它在納米科技既是重要的測量工具又是加工工具。 　　STM使人類diyi次能夠?qū)崟r地觀察單個原子在物質(zhì)表面的排列狀態(tài)和與表面電子行為有關(guān)的物化性質(zhì)，在表面科學、材料科學、生命科學等領域的研究中有著重大的意義和廣泛的應用前景，被國際科學界公認為20世紀80年代世界十大科技成就之一。 　　具體應用 　　掃描 　　STM工作時，探針將充分接近樣品產(chǎn)生一高度空間限制的電子束，因此在成像工作時，STM具有極高的空間分辯率，可以進行科學觀測。 　　探傷及修補 　　STM在對表面進行加工處理的過程中可實時對表面形貌進行成像，用來發(fā)現(xiàn)表面各種結(jié)構(gòu)上的缺陷和損傷，并用表面淀積和刻蝕等方法建立或切斷連線，以消除缺陷，達到修補的目的，然后還可用STM進行成像以檢查修補結(jié)果的好壞。

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