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详细解读BRUKER原子力显微镜的工作原理

更新时间:2024-01-15浏览:143次

  BRUKER原子力显微镜是一种用于观察和测量样品表面性质的仪器。它基于原子力的作用原理,通过探针与样品表面的相互作用来获取样品表面的形貌和力学性质信息。
 
  BRUKER原子力显微镜的工作原理可以简单概括为以下几个步骤:
 
  1、探针与样品接触:探针是一个微小的、尖锐的金属或碳纳米管等材料制成的针尖。当探针接近样品表面时,由于范德华力、静电力或磁力等相互作用,探针会与样品表面发生接触。
 
  2、扫描样品表面:一旦探针与样品表面接触,它会在垂直于样品表面的方向上扫描探针,以获取样品表面的形貌信息。扫描过程中,探针会受到样品表面的反作用力,这个反作用力被称为原子力。
 
  3、测量原子力:通过测量探针受到的原子力来获得样品表面的信息。当探针扫描样品表面时,探针所受的原子力会引起探针弯曲或振动。这种弯曲或振动可以通过激光干涉仪等装置进行检测和测量。根据测量到的探针弯曲或振动信号,可以计算出探针与样品之间的相互作用力。

BRUKER原子力显微镜

 

 
  4、反馈控制系统:为了保持探针与样品表面的恒定接触,AFM配备了一个反馈控制系统。该系统会根据探针与样品之间的相互作用力来调整探针的位置和高度,以保持恒定的接触力。这样可以避免对样品造成过大的损伤,并确保获得准确的测量结果。
 
  5、图像重建:通过记录探针在扫描过程中的位移和相互作用力等信息,可以重建出样品表面的形貌图像。这种图像通常以数字形式表示,可以显示出样品表面的起伏、粗糙度和形貌特征等信息。
 
  总的来说,BRUKER原子力显微镜利用原子力的作用原理,通过探针与样品表面的相互作用来获取样品表面的形貌和力学性质信息。它具有高分辨率、非破坏性、可实时观察等特点,广泛应用于材料科学、生物学、化学等领域的研究工作中。

 

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