AFM的分辨率和应用技术
图像的侧向分辨率决定于两种因素:采集图像的步宽(Step size)和针尖形状
1、 步宽因素
原子力显微镜图像由许多点组成,其采点的形式如图所示.扫描器沿着齿形路线进行扫描,计算机以一定的步宽取数据点.以每幅图像取512x 512数据点计算,扫描1μm x1μm尺寸图像得到步宽为2nm(1μm/512)高质量针尖可以提供1~2nm的分辨率.由此可知,在扫描样品尺寸超过1μm x1μm时,AFM的侧向分辨率是由采集图像的步宽决定的。
2、针尖因素
AFM成像实际上是针尖形状与表面形貌作用的结果,针尖的形状是影响侧向分辨率的关键因素。
针尖影响AFM成像主要表现在两个方面:针尖的曲率半径和针尖侧面角,曲率半径决定最高侧向分辨率,而探针的侧面角决定最高表面比率特征的探测能力。曲率半径越小,越能分辨精细结构.
不同曲率半径的针尖对球形物成像时的扫描路线
AFM应用技术举例
AFM可以在大气、真空、低温和高温、不同气氛以及溶液等各种环境下工作,且不受样品导电性质的限制,因此已获得比STM更为广泛的应用。主要用途:
1. 导体、半导体和绝缘体表面的高分辨成像
2. 生物样品、有机膜的高分辨成像
3. 表面化学反应研究
4. 纳米加工与操纵
5. 超高密度信息存储
6. 分子间力和表面力研究
7 摩擦学及各种力学研究
8 在线检测和质量控制
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