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扫描探针显微镜的原理及注意事项

更新时间:2023-01-31浏览:1069次

扫描探针显微镜的工作原理是基于微观或介观范围的各种物理特性,通过原子线度的极细探针在被研究物质的表面上方扫描时检测两者之间的相互作用,以得到被研究物质的表面特性,不同类型的SPM之间的主要区别在于它们的针尖特性及其相应的针尖 样品相互作用方式的不同。

 
工作原理来源于量子力学中的隧道贯穿原理。其核心是一个能在样品表面上扫描、并与样品间有一定偏置电压、其直径为原子尺度的针尖。由于电子隧穿的几率与势垒V(r)的宽度呈现负指数关系,当针尖和样品的距离非常接近时,其间的势垒变得很薄,电子云相互重叠,在针尖和样品之间施加一电压,电子就可以通过隧道效应由针尖转移到样品或从样品转移到针尖,形成隧道电流。通过记录针尖与样品间的隧道电流的变化就可以得到样品表面形貌的信息。
 
使用扫描探针显微镜时的注意事项:
1、扫描探针显微镜是精密设备,要倍加爱护;
2、熟练掌握下针技巧后,才可以独立操作;
3、针夹具取出后,一定倒置于滤纸上,要求放于衣袖碰触不到的地方;
4、下针过程中注意观察主机中的水平偏差值(Horiz)和垂直偏差(Vert),示值趋势减小的为正常;
5、显微镜视场光斑打到样品台中心位置,保证样品台平整时,针在视场的中心位置;
6、手动下针调三轴调节钮时,注意观察水平偏差值(Horiz)和垂直偏差(Vert);
7、自动下针完成后,在调节X,Y offset 确定扫描位置和范围的时候,一定先将采样频率降低;
8、测试过程中,密切注意显示 CRT 上针的状态及软件中可能出现超限提示的部分;
9、测试过程中,尽量保证环境气流稳定,行走时要缓慢,轻轻关门。
 

 

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