间歇模原子力显微镜非线性振动的数值模

1 引言 原子力显微镜(简记为AFM)是利用其微悬臂梁的机械振动响应于力敏探针和实验样品表面之间的相互作用力来成像的,由于具有原子和分子级的分辨率,已成为表面成像及材料微结构研究的新工具,在科学技术的各种领域获得了广泛的应用[1-2].有几种不同模式的AFM相继被开发使用.     

原子力显微镜AFM

一、AFM的发展 世界最新型原子力显微镜AFM(Atomic Force Micro-scope)是1986年由电子扫描隧道显微镜STM(ScamningTunneling Microscope)的发明者Binning试制成功的,1990年完成了实用化装置并开始投放市场,目前AFM在世界上的普及速度大大超过了STM。 其理由是STM不能测定绝缘材料,而AFM不但具有与STM同等高的分辨能力,还能直接测定包括绝缘材料在内的各种物质。由于STM能够逐个地识别原子,所以作为显微镜来说是划时代的,但是不能直接测定绝缘物质是它的最大缺点。使用STM测定绝缘物质时,必须     

基于原子力显微镜技术对全气候老化沥青的老化非线性预测

采用全气候加速老化箱对马歇尔成型的SMA-13、AC-13沥青混合料分别进行0、1000、2000及3000 h的老化,对混合料中的老化沥青进行抽提.沥青老化后的形貌高度(Height)、粘附力(Adhesion)以及模量(Modulus)用原子力显微镜(AFM)进行量化.选用Verhulst模型,采用1 stOpt的...     

原子力显微镜

1　引　　言1986年 ,为了观察绝缘材料表面的原子图像 ,ＩＢＭ的Ｇ .Ｂｉｎｎｉｎｇ和斯坦福大学的Ｃ .Ｆ .Ｑｕａｔｅ、Ｃ .Ｇｅｒｂｅｒ合作 ,发明了原子力显微镜 (ＡｔｏｍｉｃＦｏｒｃｅＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ :ＡＦＭ )。当时 ,ＡＦＭ的横向分辨率达到2ｎｍ ,纵向分辨率达到 0 .0 1ｎｍ ,放大倍数高达 10 0万倍以上 ,而且ＡＦＭ对工作环境和样品制备的要求比电镜的低得多 ,因此立即得到了广泛的重视。最早的ＡＦＭ主要是作为观察样品表面形貌的显微镜使用的。由于表面的高低起伏状态能够准确地以数值的形式获取 ,ＡＦＭ也作为检查表面粗…     

原子力显微镜针尖的碳纳米管修饰

碳纳米管以其极小的曲率半径、良好的柔韧性和定位性等独特优势成为原子力显微镜针尖修饰的理想材料。文章评述了气相沉积法、化学缩合法等几种成功率较高的修饰技术及其应用。     

原子力显微镜动力学简化模型的振动参数探讨

欧拉-伯努利梁模型和一维弹簧振子模型是原子力显微镜(atomic force microscopy, AFM)的动力学理论基础。该文章提出了计算等效阻尼的新方法,并分别用挠曲线函数和一阶振型函数两种简化方式计算了由欧拉-伯努利梁模型简化为一维弹簧振子模型的等效质量、等效刚度和等效阻尼,并对两种简化方式进行了比较。在各项参数等效的基础上,进一步对固定端位移激励下悬臂梁的响应振幅进行了探讨。最后设计了无针尖探针远离样品处的扫频实验,实验表明用一阶振型函数简化所得的理论结果和实验吻合较好。该结果为原子力显微镜的动力学特性研究提供了理论参考。     

原子力显微镜对透明质酸分形结构的研究

利用原子力显微镜研究了浓度分别为0.01 mg/mL、0.1 mg/mL、1 mg/mL的透明质酸(HA)在云母上的自组装形貌,从中得出透明质酸在云母表面生长聚集形成树枝状分形结构是有浓度限制的结论,并对其生长聚集形成树枝状分形结构的作用机理和生长过程进行了研究。透明质酸的树枝状分形结构具有统计意义上的自相似性,属不规则分形结构,与计算机模拟的DLA模型相一致。研究透明质酸的分形结构为研究透明质酸各种存在状态与其生物功能之间的关系提供了有益的帮助。     

原子力显微镜放大倍率校准的探讨

本文通过各种标准物质样品在原子力显微镜上的实验性测试，对涉及原子力显微镜放大倍率校准的相关的标准物质、图像非线性、图像畸变、针尖效应的问题进行了探讨，并认为原子力显微镜在针尖效应还没有解决前，进行带有一定置信水平的不确定度的放大倍率校准还尚难实施。     

激光检测原子力显微镜的改进——振荡工作模式

针对一些特殊材料表面形貌的检测需要,在原有国产商用激光检测原子力显微的基础上,设计研制了适用性更广、功能更强的原子显微镜,在不提高驱动电压的前提下,采用改进的扫描管,将扫描范围从１５μｍ×１５μｍ提高到了５０μｍ×５０μｍ;改进了原有的微探针扫描模式,在探针施加一驱动的简谐振荡信号,使探针发生振荡。由于存在着表面的力梯度,,当样品距离发生振荡变化时,针尖振荡的振幅、频率和位相都会随之改变。用电子信