AFM研究LB膜微观摩擦行为

纳米摩擦学的发展有着重要的理论意义及广泛的应用前景。在理论研究方面 ,纳米摩擦学研究将深入到原子、分子尺度揭示摩擦过程中的微观现象 ,比传统研究更符合摩擦学现象的规律 ,对于完善摩擦学理论具有重要作用。另一方面 ,高新技术的不断出现如磁记录系统及迅猛发展的微电子机械系统(ＭＥＭｓ)等都对传统摩擦学研究及润滑技术提出严峻挑战 ,也促使人们在微观尺度上研究摩擦现象并发展纳米润滑技术。而 80年代以来发展的以原子力显微镜 (ＡＦＭ)为代表的一系列扫描探针显微镜极大地推动了纳米摩擦学的发展。它可实现纳米级尺寸或纳牛级微力…     

C60 LB膜的原子力显微镜表征

自 1 98 5年人类首次发现球形全碳分子以来 ,它就以其独特的结构及性能迅速引起众多领域研究者的重视。Ｃ6 0分子因具有表面能低、高度球状对称结构、分子间键合弱以及承载能力强的特点 ,被预言为新一代超级润滑材料。对其摩擦学行为进行的诸多研究表明 ,由于Ｃ6 0分子间很强的自聚能力 ,使其在摩擦时呈现较高的摩擦系数。将其薄膜化特别是通过一定手段对其限域则可显著改善其摩擦性能。为了解有机长链分子与Ｃ6 0分子间的作用特征及其对Ｃ6 0ＬＢ膜微观形貌和微观摩擦学行为的影响 ,本工作在玻璃及单晶硅片衬底上分别拉制了Ｃ6 0与有机长链…     

LB膜与AFM技术研究磷脂酰乙醇胺单分子膜结构

用LB膜技术对磷脂酰乙醇胺(PE)单分子膜的影响因素进行了研究。实验发现溶液浓度、亚相温度、pH值以及胆固醇含量等因素对磷脂酰乙醇胺单分子膜成膜条件有一定的影响。当溶液浓度为0.32 mg/mL,加入量在100~500μL范围内,随着加入量的增多,磷脂分子越易形成致密的单分子层;温度升高对单分子膜有一定的破坏作用,在39.1℃时,亚相的pH值在中性或接近中性的弱酸条件下,PE分子排列更有序;胆固醇的加入降低了PE分子膜的流动性,对单分子膜有显著的稳固作用。用Y型LB提膜法将单分子膜转移到新解离的云母表面,用原子力显微镜技术对其进行了分子结构的观察研究,实验结果表明,膜压低于1 mN/m时,液面上磷脂分子的烃链自由弯曲运动,取向性呈无序随机排列。但在大于1 mN/m时,PE分子较易形成有序分子膜,膜压为33 mN/m,形成高质量的LB膜。     

LB膜的最新进展

本文介绍了LB膜的最新进展,包括LB膜材料、LB膜制备技术及LB膜的应用。     

基于多层膜光栅的AFM探针结构表征研究

原子力显微镜是微纳米测量领域主要测量工具之一。由于原子力显微镜探针不可能无限尖锐,使得测量图像包含了一部分探针信息,这是其图像失真的一大影响因素。通过获取探针形状和尺寸,可以有效去除测量图像的"探针效应"从而提升准确度。文中以研制良好样品内一致性的探针校准器为目标,应用Si/SiO2多层膜光栅技术,初步研制了20 nm标称值的线宽结构用于原子力显微镜探针校准。表征结果显示,RFESP型(Rectangular Front Etched Silicon Probe)探针稳定扫描时探针前角由15°增加至36°左右,探针后角由25°增加至45°左右,呈现钝化趋势。由此表明,基于Si/SiO2多层膜光栅技术研制的线宽型探针表征器可以快速表征出探针侧壁角度信息,是原子力显微镜探针扫描过程中探针形貌快速监测和估计的有效手段,对于促进探针表征与图像准确度提升均具有重要意义。     

LB技术制备金纳米粒子单层膜

利用LB技术在Si(100)基片上制作了金纳米粒子单层膜,采用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对单层膜的表面形貌进行表征。实验结果表明,将表面压控制在22mN/m～26mN/m进行拉膜,可以得到大面积金纳米粒子的均匀致密单层膜。研究结果对于采用金纳米粒子单层膜构建DNA传感器和单电子器件方面具有重要的应用价值。     

原子力显微镜在页岩微观孔隙结构研究中的应用

正确认识页岩微观孔隙结构特征是研究页岩气赋存状态、渗流机制和资源评价等问题的基础。运用原子力显微镜观察川东南地区志留系龙马溪组黑色页岩表面的微观孔隙形态,分析了页岩原子力显微镜成像的影响因素,确定了最佳实验条件,最终实现了页岩5种类型的表面形态图像。在此基础上,重构了页岩表面的三维图像,并定量分析了孔隙的大小和深度。与扫描电镜图像相比,原子力显微镜不受样品导电性的影响,图像呈现页岩有机质内部的结构信息更清晰。因此,原子力显微成像可作为扫描电镜成像的有力补充,在进行扫描电镜测试之前,先进行原子力显微成像能够获得更多的样品表面信息,使得研究页岩微观孔隙结构的手段更为丰富。     

Al/LB绝缘膜/Si结构界面态研究

I—V特性法表明单层LB聚酰亚胺膜(～0.5nm)MIS结构的界面态密度为10~(12)～10~(13)cm~(-2)eV~(-1)。对11和41层LB聚酰亚胺膜,DLTS测试得到的界面态密度分别为10~(12)～10~(13)和10~(11)～10~(12)cm~(-2)eV~(-1)。所有结果表明,在硅禁带中央附近具有较大的界面态密度。     

LB 膜击穿特性的研究

LB膜是新一代的超薄有机膜,利用LB技术可以制成半导体、绝缘体等各种超薄有机膜。通过对硬酯酸LB绝缘膜的击穿特性粗浅的讨论,可以看出LB绝缘膜确是一种绝缘强度高、缺陷密度低的优质薄膜。     

液晶取向LB膜

本文介绍了LB膜的基本知识及其应用,详细阐述了铁电液晶取向LB膜的制备及性质,并与磨擦法作了对比。在比较几种取向法后,认为聚酰亚胺LB膜适用于铁电液晶显示。     

AFM 在纳米结构加工中的应用研究

文中阐述了基于自行研制的原子力显微镜(AFM)的纳米刻蚀加工方法，研究了针尖上的载荷大小和扫描次数对加工深度的影响，利用AFM的微探针在氧化铝(Al2O3)材料表面加工出纳米结构，验证了该加工方法的可行性。实验结果表明基于AFM的纳米刻蚀技术可作为加工纳米器件的重要手段。     

应用原子力显微镜对不同种属I型胶原纤维微观结构的研究

目的：利用原子力显微镜(AFM)对猪和牛的I型胶原蛋白在溶液中的聚集行为进行微观结构的形态学研究。方法：将I型胶原蛋白溶液，滴至新鲜剥离的云母片上，空气中干燥后，用原子力显微镜观察。结果：发现来自猪和牛的I型胶原蛋白在浓度为32μg／ml时以单体形式和聚集体形式混合存在，在浓度为4mg／ml时两种I型胶原蛋白自发装配成胶原纤维，形成多孔网状结构，孔隙大小为：牛，100～150nm；猪，170～200hm。孔隙率：牛，575个／μm2；猪，193个／btm。。平均粗糙度为：牛，3．1nm；猪，8．7nm。均方根粗糙度为：牛，4．0nm；猪，11．4nm。平均高度：牛，50．9nm；猪，52．3nm。Rp—v：牛，72．1nm；猪，102．7nm。结论：利用原子力显微镜能够准确直观地观察到I型胶原蛋白形成的胶原纤维的种属差异性，AFM技术是一种理想的胶原纤维微观结构的表征方法。     

LB膜光电转换研究的进展

ＬＢ技术开辟了光电转换研究的新领域。本文综述了利用ＬＢ膜进行光电转换研究的发展状况，并对这一领域的发展及应用前景进行了探讨，提出了几点建议。     

离子注入对金属纳米薄膜微观结构的影响

由于软的金属 ,如 :Ｐｂ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ａｕ等具有低的剪切强度 ,被广泛用于减摩涂层材料[1] 。大量的研究表明 ,要获得好的摩擦学性质的涂层 ,仅考虑金属材料的剪切强度是不够的 ,涂层与底材的粘着强度、涂层的厚度、涂层表面的粗糙度以及实验条件对涂层摩擦学性能都有很大的影响[2 ] 。离子注入技术可在低温下通过非平衡态键合作用实现薄膜与基底界面间的原子级混合 ,甚至可在无相互反应和互不相溶的物质之间也能完成这种过程 ,因此通过离子注入技术改善金属纳米薄膜的机械性能的研究受到人们的重视[3 ,4] 。本文报道了用原子…