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詳細(xì)解讀BRUKER原子力顯微鏡的工作原理

更新時(shí)間:2024-01-15瀏覽:866次

  BRUKER原子力顯微鏡是一種用于觀察和測(cè)量樣品表面性質(zhì)的儀器。它基于原子力的作用原理,通過(guò)探針與樣品表面的相互作用來(lái)獲取樣品表面的形貌和力學(xué)性質(zhì)信息。
 
  BRUKER原子力顯微鏡的工作原理可以簡(jiǎn)單概括為以下幾個(gè)步驟:
 
  1、探針與樣品接觸:探針是一個(gè)微小的、尖銳的金屬或碳納米管等材料制成的針尖。當(dāng)探針接近樣品表面時(shí),由于范德華力、靜電力或磁力等相互作用,探針會(huì)與樣品表面發(fā)生接觸。
 
  2、掃描樣品表面:一旦探針與樣品表面接觸,它會(huì)在垂直于樣品表面的方向上掃描探針,以獲取樣品表面的形貌信息。掃描過(guò)程中,探針會(huì)受到樣品表面的反作用力,這個(gè)反作用力被稱(chēng)為原子力。
 
  3、測(cè)量原子力:通過(guò)測(cè)量探針受到的原子力來(lái)獲得樣品表面的信息。當(dāng)探針掃描樣品表面時(shí),探針?biāo)艿脑恿?huì)引起探針彎曲或振動(dòng)。這種彎曲或振動(dòng)可以通過(guò)激光干涉儀等裝置進(jìn)行檢測(cè)和測(cè)量。根據(jù)測(cè)量到的探針彎曲或振動(dòng)信號(hào),可以計(jì)算出探針與樣品之間的相互作用力。

BRUKER原子力顯微鏡

 

 
  4、反饋控制系統(tǒng):為了保持探針與樣品表面的恒定接觸,AFM配備了一個(gè)反饋控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)會(huì)根據(jù)探針與樣品之間的相互作用力來(lái)調(diào)整探針的位置和高度,以保持恒定的接觸力。這樣可以避免對(duì)樣品造成過(guò)大的損傷,并確保獲得準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。
 
  5、圖像重建:通過(guò)記錄探針在掃描過(guò)程中的位移和相互作用力等信息,可以重建出樣品表面的形貌圖像。這種圖像通常以數(shù)字形式表示,可以顯示出樣品表面的起伏、粗糙度和形貌特征等信息。
 
  總的來(lái)說(shuō),BRUKER原子力顯微鏡利用原子力的作用原理,通過(guò)探針與樣品表面的相互作用來(lái)獲取樣品表面的形貌和力學(xué)性質(zhì)信息。它具有高分辨率、非破壞性、可實(shí)時(shí)觀察等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域的研究工作中。

 

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