液相型AFM的研制与金属腐蚀原位研究

介绍了新型液相型原子力显微镜（AFM）的工作原理、系统结构和独特性能，讨论了该AFM在金属腐蚀研究中的应用。利用液相型AFM对碳钢在NaCl溶液及Pb在草酸溶液中的腐蚀过程进行了原位观察，获得了理想的扫描图像。实验结果表明，金属腐蚀最初起始于原子或纳米尺度，之后逐渐扩大到宏观尺度；金属表面的凹坑或缺陷可加速其腐蚀；而表面突起的结构则被一层层腐蚀。     

基于隧道电流检测方式的原子力显微镜纳米检测系统设计

原子力显微镜（AFM）是当前进行材料表面微观形貌观察及分析的强有力工具之一。本文主要介绍一种隧道显微镜（STM）检测方式的原子力显微镜纳米检测系统（AFM.IPC-208B）,该AFM系统设计是在STM.IPC-205B系统设计的基础上,采用隧道电流工作方式,将STM与AFM功能组合兼容。文章详细阐述了AFM.IPC-208B系统的设计原理、镜体、扫描控制以及数据采集。新设计的AFM.IPC-208B系统仍具有0.1nm的分辨率,检测范围为0～2mm×2mm,系统操作简易,工作效率高,与原STM.IPC-205B系统兼容,工作性能稳定可靠。     

激光原子力显微镜及其对光学表面粗糙度的研究

自一九八五年,Binnig与斯坦福大学的Quate和IBM公司苏黎士实验室的Christoph合作推出了世界上第一台原子力显微镜(简称AFM)以来,AFM的研究及应用迅速扩展。它不仅象扫描隧道显微镜那样能从原子尺度上对导体、半导体表面而且还能对非导体的表面进行成像,拓宽了STM的应用范围。     

KPFM测试参数对表面电势测量的影响北大核心

开尔文探针力显微镜（KPFM）是一种可以对材料表面电势进行纳米级成像的工具,是研究纳米材料表面特性的一种重要手段。高定向热解石墨（HOPG）具有表面光滑、导电性好的特点,在原子力显微镜（AFM）的KPFM模式下,向HOPG表面施加不同电压,测量HOPG的表面电势,以结果作为参照,采用控制变量法分别对比了滤波器阶数、灵敏度和驱动值三种参数对表面电势测量的影响。实验结果表明：滤波器阶数、灵敏度和驱动值均对表面电势的测量有不同程度的影响,不同程度增加滤波器阶数、灵敏度和驱动值都可以起到提升信噪比的作用,其中灵敏度的提升对信号的影响最为显著。     

原子氢辅助分子束外延生长台阶状表面形貌的研究

研究了分子束外延中引入原子氢后,原子氢对外延层表面形貌特征形成的诱导作用.原子力显微镜(AFM)测试表明,在(311)A GaAs表面,原子氢导致了台阶状形貌的形成,在这种台阶状表面进一步生长了InAs量子点,测试结果表明其位置分布的有序化受到台阶高度和台阶周期的制约.这为实现量子点结构的有序化控制生长提供了一定的实验参考.     

超快扫描探测显微镜

超快扫描探测显微镜王云才，陈国夫，王肾华（西安光机所瞬态光学实验室，西安７１００６８）扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）的发现，使人们第一次能够对单个原子在物质表面的排列状态进行实时观察。同时带动了原子力显微镜（ＡＦＭ）、磁力显微镜（ＭＦＭ）、激光力显微镜（Ｌ...     

原子氢辅助分子束外延生长台阶状表面形貌的研究

研究了分子束外延中引入原子氢后 ,原子氢对外延层表面形貌特征形成的诱导作用 .原子力显微镜 (AFM)测试表明 ,在 (311) A Ga As表面 ,原子氢导致了台阶状形貌的形成 ,在这种台阶状表面进一步生长了 In As量子点 ,测试结果表明其位置分布的有序化受到台阶高度和台阶周期的制约 .这为实现量子点结构的有序化控制生长提供了一定的实验参考 .     

牛血清蛋白在亲水硅片表面吸附的原子力显微成像

本文用原子力显微术（AFM）研究了牛血清白蛋白（BSA）在亲水硅片表面的吸附，硅片表面经亲水处理后，将牛血清蛋白（BSA）吸附在表面，采用轻敲模式，可获得清晰的AFM图像，牛血清蛋白（BSA）的AFM图像表明：BSA在亲水硅片表面是单分子，水平吸附在硅片表面，且吸颗粒状；1mg/ml的BSA在吸附30min后为饱和吸附。BSA到达硅表面后，蛋白中可移动的带正电荷的基团可以趋向亲水表面，使BSA与硅表面的静电相互作用由斥力变为吸引力，BSA可以稳定地吸附在亲水硅片表面。     

纳米材料的几种扫描探针显微表征方法

扫描探针显微镜（SPM）作为一种广泛应用的表面表征工具,不仅可以表征三维形貌,还能定量地研究表面的粗糙度、孔径大小和分布及颗粒尺寸,在许多学科均可发挥作用.以纳米材料为主要研究对象,综述了国外最新的几种扫描探针显微表征技术,包括扫描隧道显微镜（STM）、原子力显微镜（AFM）和近场扫描光学显微镜（SNOM）等方法,展示了这几种技术在纳米材料的结构和性能方面的应用.     

原子氢辅助MBE生长的不同晶面GaAs表面形貌

研究了原子氢辅助分子束外延(MBE)中,原子氢对不同晶面GaAs外延层表面形貌特征的诱导作用.原子力显微镜(AFM)测试表明,在GaAs的(311)A和(331)A面,原子氢导致了台阶状形貌的形成.提出了一种简单模型,解释了台阶面形貌形成的物理机制.为最终有序低维纳米表面结构提供了一种实验参考.     

金纳米粒子有序膜结构的原子力显微研究

通过控制所滴加的金纳米粒子氯仿溶胶的浓度,在高序定向裂解石墨（HOPG）上,可以形成二维乃至三维有序的金纳米粒子膜结构,本文主要利用原子力显微镜中的轻敲原子力（TM－AFM）显微模式,采用形貌与相位同时成像技术以及透射电镜技术,对所形成的有序膜结构进行了系统的表征,并着重阐述了相应成像在表征膜结构方面的重要作用。     

POSS聚合物微观结构的原子力显微镜研究

采用轻敲及接触模式原子力显微镜(AFM)对不同POSS含量下的甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯基-POSS聚合物的表面微观形态及聚集相的分布进行了考察.实验结果表明:轻敲模式及接触模式的AFM均可应用于POSS聚合物的微观结构研究,接触模式下对样品表面有一定损伤;聚合物表面的聚集相与本体聚合物具有相异的微观物理性质,为POSS分子聚集在一起形成的无机相;随着POSS含量的增加,POSS聚集体数量增多、尺寸增大;添加POSS后聚合物表面粗糙度减小.     

Thickness‐Dependent Structural Evolutions and Growth Models in Relation to Carrier Transport Properties in Polycrystalline Pentacene Thin Films

Thickness‐dependent crystal structure, surface morphology, surface energy, and molecular structure and microstructure of a series of polycrystalline pentacene films with different film thickness ranging from several monolayers to the several hundred nanometers have been investigated using X‐ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM), contact angle meter, and Raman spectroscopy. XRD studies indicate that thin film polymorphs transformation behaviours are from the orthorhombic phase to the thin‐film phase and then to the triclinic bulk phase as measured by the increased tilt angle (θ_tilt) of the pentacene molecule from the c‐axis toward the a‐axis. We propose a growth model that rationalizes the θ_tilt increased along with increasing film thickness in terms of grain size and surface energy varying with film growth using AFM combined with contact angle measurements. The vibrational characterizations of pentacene molecules in different thickness films were investigated by Raman spectroscopy compared to density functional theory calculations of an isolated molecule. In combination with XRD and AFM the method enables us to distinguish the molecular microstructures in different thin film polymorphs. We proposed a methodology to probe the microscopic parameters determining the carrier transport properties based on Davydov splitting and the characteristics of aromatic C–C stretching modes in Raman spectra. When compared to the triclinic bulk phase at a high thickness, we suggest that the first few monolayer structures located at the dielectric surface could have inferior carrier transport properties due to weak intermolecular interactions, large molecular relaxation energy, and more grain boundaries.     

扫描近场声显微镜用于光盘表面薄膜结构的研究

介绍了一种将超声检测技术与扫描探针显微技术相结合的扫描近场声显微镜（SNAM），并利用该装置对CD—R光盘表面薄膜进行了检测，得到了其平整印刷面的SNAM图像，与原子力显微镜（AFM）测得的凹槽数据面形貌吻合。文中介绍了这种SNAM的结构、基本工作原理和检测方法，并给出了具体的实验结果。     

Fabrication and characterization of SPR chips with the modified bovine serum albumin

A facile surface plasmon resonance (SPR) chip is developed for small molecule determination and analysis. The SPR chip was prepared based on a self assembling principle, in which the modified bovine serum albumin (BSA) was directly self-assembled onto the bare gold surface. The surface morphology of the chip with the modified BSA was investigated by atomic force microscopy (AFM) and its optical properties were characterized. The surface binding capacity of the bare facile SPR chip with a uniform morphology is 8 times of that of the bare control SPR chip. Based on the experiments of immune reaction between cortisol antibody and cortisol derivative, the sensitivity of the facile SPR chip with the modified BSA is much higher than that of the control SPR chip with the un-modified BSA. The facile SPR chip has been successfully used to detect small molecules. The lowest detection limit is 5 ng/mL with a linear range of 5—100 ng/mL for cortisol analysis. The novel facile SPR chip can also be applied to detect other small molecules.     

TiO2超细微粒的有序组装

将水解法制备的ＴｉＯ２超细闰溶胶液滴于水平旋转的高取向热解石墨（ＨＯＰＧ）基底上，可形成一定面积的有序性排列较好的二维结构，基底ＨＯＰＧ具有原子级粗糙度表面。沿液膜铺展方向取点进行原子力显微镜观察，证实了在扩展液膜边缘的ＴｉＯ２超细微粒有序性最好，而且粒径最小；造近落滴位置处，粒子多聚集成一定的畴结构，粒子的粒径也增大。此外，对比观察了落滴于水平云母基底上形成膜的表面形貌，进行了相应的讨论。     

有机薄膜电致发光器件的热效应及器件失效过程研究

制备器件的同时也在铟锡氧化物 (ITO)和各层有机薄膜上覆盖一层不透气的薄膜 ,然后快速退火 ,发现了导致有机薄膜电致发光器件的热效应及器件失效的可能因素 ,从而提出了一种与有机薄膜电致发光器件制备工艺完全兼容的工艺检测方法———覆盖加热对比法     

A comparative atomic force microscopy study on living skin fibroblasts and liver endothelial cells

Atomic force microscopy (AFM) has been used to image a wide variety of cells and has proven to be successful in cellular imaging, by comparing results obtained by AFM with SEM or TEM. The aim of the present study was to investigate further the conditions for AFM imaging of living cells and compare the results with those obtained by SEM. We chose to image skin fibroblast and liver sinusoidal endothelial cells of two different sources, because these cells have been well described and characterized in earlier studies. AFM imaging of living cells mainly reveals submembranous structures, which could not be observed by SEM. This concerns the visualization of the overall cytoskeletal architecture and organelles, without the necessity of any preparative steps. The AFM study of living cells allows a time lapse study of dynamic changes of the actin cytoskeleton under the influence of the cytoskeleton-disturbing drug cytochalasin B in cells that can be followed individually during the process. However, softer samples, such as the fenestrated parts of living rat liver sinusoidal endothelial cells in culture could not be visualized. Apparently, these cell parts are disrupted due to tip-sample interaction in contact mode. To avoid the lateral forces and smearing artefacts of contact mode AFM, non-contact imaging was applied, resulting in images of higher quality. Still, endothelial fenestrae could not be visualized. In contrast, contact imaging of immortomouse liver sinusoidal endothelial cells, which are devoid of fenestrae, could easily be performed and revealed a detailed filamentous cytoskeleton.     

振动模式扫描极化力显微镜及其应用

振动模式扫描极化力显微镜采用一种新的扫描探针显微成像方式，它可以在极化力介导的非接触方式和轻敲方式之间自由切换。在极化力介导的非接触方式中，极化力叠加在范德华力上，克服了一般的原子力显微镜(AFM)非接触模式中因成像力程太短而不容易稳定的缺点；通过调节针尖的高度，从极化力介导的非接触方式进入到极化力介导的轻敲方式，又能部分消除AFM轻敲模式中毛细力的干扰，还可以用比AFM轻敲模式中最小稳定成像力更小的力进行成像。针尖的高度可以通过调节Asp(Amplitude setpoint)或插入扫描高度参数(lift scan height)来控制，这一方法简单易行。利用这一模式对肢体金颗粒和DNA的高度进行测量，在一定程度上证明了轻敲模式中针尖压力的确会造成柔软生物样品的变形。