纳米探针产品调研.ppt

1、纳米探针产品调研,目录,一、纳米探针概述 二、纳米探针的分类 三、纳米探针的外观 四、国内外纳米探针产品型号 五、国内外纳米探针产品比较 六、总结,一、纳米探针概述,1、纳米探针的概念 2、纳米探针的用途 3、纳米探针的工作原理,1、纳米探针的概念,探针是对物质进行探测，以便做出成像分析的工具。 纳米探针，顾名思义，是以纳米级材料制成的针状物，用以探索更为细微、精密的物质。 纳米探针是配合扫描探针显微镜使用的，也就是说纳米探针其实是装载在扫描探针显微镜下，作为该系统的组件而发挥作用的配套产品。 纳米探针不能单独发挥作用，因此，想要了解纳米探针的功用，必须以了解扫描探针显微镜为基础。纳米探针的优

2、势也都是靠配套显微镜进行表达的。 （一言以蔽之，纳米探针和扫描探针显微镜是组件与系统的关系，下文的产品说明还是以纳米探针为主体）,2、纳米探针的用途,纳米探针用途说明,扫描探针显微镜所涉及的领域包括下列几点 1、原子结构研究 2、纳米级材料研究 3、生物、遗传学研究 4、电子测试,3、纳米探针的工作原理,纳米探针是利用扫描探针显微镜的反馈回路控制，使自身逼近样品并在距表面纳米量级的位置展开扫描并传输原子及纳米级材料的信息给扫描探针显微镜，从而揭开了人类原位观察物质表面原子的排列状态和实时地研究与表面电子有关的物理、化学性质的序幕。,纳米探针工作原理图,二、纳米探针的分类,1、根据所装载的扫描探

3、针显微镜工作用途进行分类 2、根据样品测试环境进行分类,1、根据所装载的扫描探针显微镜工作用途进行分类,扫描隧道显微镜（STM）探针 原子力显微镜（AFM）探针 磁力扫描探针显微镜（MFM）探针 横向力扫描探针显微镜（LFM）探针 力调制扫描探针显微镜探针（FMM）探针 相检测扫描探针显微镜（PDM）探针 静电力扫描探针显微镜（EFM）探针 扫描电容显微镜（SCM）探针 其他一些不常用的扫描探针显微镜探针,扫描隧道显微镜（STM）探针,（上图为简单的工作原理图，即利用量子隧道效应产生隧道电流的原理制作的显微镜。其分辨率可达原子水平，即观察到原子级的图像。在生物学中，可观察大分子和生物膜的分子结

4、构。 ）,STM探针介绍,1、产品特点： （1）探针尖端在低温下（4K）可以精确操纵原子，因此它在纳米科技既是重要的测量工具又是加工具。 （2）针尖的宏观结构应使得针尖具有高的弯曲共振频率，从而可以减少相位滞后，提高采集速度。 2、制备材料：主要有金属钨丝、铂- 铱合金丝等。 3、制备方法：主要有电化学腐蚀法、机械成型法等。 4、技术难点：针尖的大小、形状和化学同一性不仅影响着扫描隧道显微镜图象的分辨率和图象的形状，而且也影响着测定的电子态。,原子力显微镜（AFM）探针,（上图为原子粒显微镜探针工作原理，其工作形态分为恒力模式和恒高模式）,原子力显微镜描述,原子力显微镜（Atomic Forc

5、e Microscope ，AFM），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。将一对微弱力极端敏感的微悬臂一端固定，另一端的微小针尖接近样品，这时它将与其相互作用，作用力将使得微悬臂发生形变或运动状态发生变化。扫描样品时，利用传感器检测这些变化，就可获得作用力分布信息，从而以纳米级分辨率获得表面结构信息 。,AFM探针表面形貌图,AFM探针产品分类表,磁力扫描探针显微镜（MFM）探针,（上图为磁力扫描探针的工作原理图 磁力显微镜(MFM)采用磁性探针对样品表面扫描检测，检测时，对样品表面的每一行都进行两次扫描：第一次扫描采用轻敲模式，得到样品在这一行的高低起伏并记录下来；然后采用抬起模式，让磁性探针抬起一定的高度(通常为10200nm)，并按样品表面起伏轨迹进行第二次扫描，由于探针被抬起且按样品表面起伏轨迹扫描，故第二次扫描过程中针尖不接触样品表面（不存在针尖与样品间原子的短程斥力）且与其保持恒定距离（消除了样品表面形貌的影响），磁性探针因受到的长程磁力的作用而引起的振幅和相位变化，因此，将第二次扫描中探针的振幅和相位变化记录下来，就能得到样品表面漏磁场