原子力显微镜的特点及其应用,德国发明超微硅

原子力显微镜是一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。

德国发明超微硅纳米谐振器

中英大学生用乐高积木搭成原子力显微镜

原子力显微镜具有哪些特点?目前主要应用于哪些领域呢?

德国伊尔姆瑙理工大学近日报告说,该校研究人员已研制出硅纳米谐振器,这是目前世界上最小的硅纳米谐振器之一。这一发明可进一步提高纳米级微观结构成像的分辨率,对医学等领域的研究具有重要意义。

来源:新华网 2013-9-7 李江涛 朱利

原子力显微镜与一般的扫描电子显微镜相比,拥有更高的分辨能力,满足更加微观化的需求,样品表面产生三维数据。同时由于探针与样品表面的压力更下,不会损伤样品,也不需要对不导电的样品镀膜处理就可以观测。原子力显微镜拥有强大处理功能的软件,可以自由设定三维图像的大小、视角、显示色、光泽等,并支持宏管理以及形貌解析等。

伊尔姆瑙理工大学制成的这种纳米谐振器的宽度只有16纳米,可用作原子力显微镜探针。研究人员称这一成果对原子力显微镜的未来发展和纳米分析具有划时代意义。

  用机构简单、价格便宜的乐高积木搭成能观察物体表面纳米级结构的原子力显微镜,这是由清华大学主办的中英暑期学校的学员们6日下午展示的最终成果,这一成果旨在为中国的中学生提供可使用、精确、低成本的纳米级显微镜。

原子力显微镜的应用范围十分广泛,是研究生物医学样品和生物大分子的重要工具之一,包括对生物细胞的表面形态观测、生物大分子的结构及其他性质的观测研究、生物分子之间力谱曲线的观测等。对于表面观察、尺寸测定、表面粗糙测定、颗粒度解析、突起与凹坑的统计处理、成膜条件评价等,都可以利用原子力显微镜。

原子力显微镜是一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。其关键部件是一个对力非常敏感的微悬臂,悬臂尖端带有一个用来扫描样品表面的微小探针。当探针轻微地接触样品表面时,由于探针尖端的原子与样品表面的原子之间产生极其微弱的相互作用力而使微悬臂弯曲。根据扫描样品时探针的偏离量或振动频率重建三维图像,就能间接获得样品表面的形貌或原子成分。原子力显微镜成像具有原子级的分辨率。

  来自牛津大学、伦敦大学学院、清华大学和北京大学的中英两国博士生历时五天用乐高积木搭建原子力显微镜,三组学生全部按时完成任务,在创意设计、实际应用方面都受到专家们的认可。

凡本网注明“来源:维库仪器仪表网” 的所有作品,转载请必须注明来源于本网,违者必究。

  在现场可以看到,用乐高积木搭建的原子力显微镜利用一个对微弱力极为敏感的微悬臂上的探针接近样品,相互的作用力使得微悬臂的运动状态发生变化,传感器则检测到这些变化并将此传输到计算机最终成像,用乐高积木搭建的结构则帮助显微镜实现对镜头的粗调和微调。

标签: 电子显微镜 分析仪器 原子力显微镜

  该项目组织者、清华大学工业工程系副教授顾学雍说,原子力显微镜是一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。普通的光学显微镜只能停留在微米级,而原子力显微镜能够探测到纳米结构,还可以实现三维成像,但目前一台原子力显微镜需要20万元以上人民币,有的甚至达到100万元人民币,普通中学难以承受。因此,通过简单而低价的材料制作低成本而功能齐全的原子力显微镜对中国的大部分中学很有益处。

  伦敦大学学院教授郭正晓说,之所以选择乐高材料,除了价格相对便宜之外,其机械结构简单也是一大原因。简单的结构便于拆卸,即使操作错误也可以重建,在乐趣之中能不断学到知识,这对培养中学生的创新思维能力有很大帮助。

本文由六彩开奖直播现场发布于人才招聘,转载请注明出处:原子力显微镜的特点及其应用,德国发明超微硅

您可能还会对下面的文章感兴趣: