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对原子力显微镜的探针部分的理解

点击次数:38 发布时间:2021-08-16
   原子力显微镜的主要原理是将一个对微弱力极敏感的微悬臂一端固定,另一端有一微小的针尖,针尖与样品表面轻轻接触,由于针尖原子与样品表面原子间存在极微弱的排斥力,显微镜通过在扫描时控制这种力的恒定,带有针尖的微悬臂将对应于针尖与样品表面原子间作用力的等位面而在垂直于样品的表面方向起伏运动。利用光学检测法或隧道电流检测法,可测得微悬臂对应于扫描各点的位置变化,从而可以获得样品表面形貌的信息。
  相对于扫描电镜,原子力显微镜不同于电子显微镜只能提供二维图像,它能提供真正的三维表面图。同时不需要对样品的任何特殊处理,如镀铜或碳,这种处理对样品会造成不可逆转的伤害。再者,电子显微镜需要运行在高真空条件下,原子力显微镜在常压下甚至在液体环境下都可以良好工作。这样可以用来研究生物宏观分子,甚至活的生物组织。
  原子力显微镜的探针是由针尖附在悬臂梁前端所组成,当针尖与样品表面接触时,由于悬臂梁的弹性系数与原子间的作用力常数相当,因此针尖原子与样品表面原子的作用力便会使探针在垂直方向移动,简单的说就是样品表面的高低起伏使探针作上下偏移,而藉著调整探针与样品距离,便可在扫描过程中维持固定的原子力,此垂直微调距离,或简称为高度,便可当成二维函数储存起来,也就是扫描区域的等原子力图像,这通常对应于样品的表面地形,一般称为高度影像。
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