超精表面缺陷检测系统的实验研究

电子产品高度集成化与高性能化发展,对超精表面及亚表面无损伤性要求越来越高.为实现纳米尺度分辨率、大视场表面损伤检测,利用原子力微悬臂探针设计了一种新型超精表面缺陷探测系统,采用柔性机构进行微悬臂探针俯仰与倾斜度微调,利用压电双晶片实现接触、非接触以及轻敲3种不同探测模式.系统特性实验表明该探测系统位移分辨率可达2 nm,共振频率90 Hz,满足超精表面缺陷检测系统性能要求.     

轻敲式扫描探针显微镜

介绍了扫描探针显微镜的发展与分类，对原子力显微镜的三种工作模式的优劣作了比较；重点叙述了轻敲式原子力显微镜的工作原理；引出了轻敲式原子力显微镜应用的一种新技术－相位成像技术，最后简单介绍了由北京市中科机电设备公司于2001年9月推出的Nspm-6800型扫描探针显微镜。     

非共振轻敲模式原子力显微镜的研究

原子力显微镜(AFM)是在微纳尺度观测以及操纵样品的重要工具。与传统的接触模式和轻敲模式AFM相比,非共振轻敲模式AFM因为其控制力精度高并可同步获取多种机械特性等优势得到了广泛的应用。采用基于背景相减和同步算法相结合的方法搭建了一套自制的非共振轻敲模式AFM,并对位置检测电路建立了通用噪声仿真模型,优化了位置检测电路噪声,从而优化了最小可控力的精度,使其最小可控力小于50 pN。接着通过对标准硅材料栅格进行形貌表征验证了系统的成像性能,以及对复合材料的形貌、粘附力、形变等多种力学性质表征,验证了系统及成像方法的有效性。     

原子力与扫描隧道组合显微镜

由大连理工大学物理系研制的原子力与扫描隧道组合显微镜 ( AF/ PSTM) ,9月 2 3日通过了国家教育部组织的鉴定。鉴定委员会对该成果给予了高度评价。该仪器是同时具有纳米分辨原子力显微镜和纳米分辨光学显微镜双重功能图像分解的纳米成像仪器。仪器技术原理是在 AF/ PSTM中设置一个双功能共振光纤尖 ,当光纤尖在样品表面近场扫描时 ,反馈控制等振幅扫描成像 ,一次扫描中 ,同时采集样品的原子力显微镜 AFM图像和光子扫描隧道显微镜PSTM图像。该仪器在分子生物学、医药学、新材料学、集成光学、纳米科技等领域均很有用 ,高校将来甚至…     

超精表面纳米尺度划痕检测系统的研究

电子产品高集成度与高性能化的发展,对超精表面和亚表面无损伤性要求越来越高.为了检测纳米尺度的表面微划痕,基于原子力显微镜思想,选用硅微探针工作在轻敲模式,通过外差干涉测量振幅变化,z向反馈实现微划痕成像,构建了一套微划痕检测实验系统.初步实验表明检测系统达到了纳米级精度,满足了划痕检测性能要求.     

原子力显微镜在生物分子力学性质方面的研究

原子力显微镜在生物纳米研究领域有广泛应用,包括对生物样品的形貌成像、超微结构、机械性能和相互作用等方面的研究。利用其非修饰和修饰探针进行样品扫描,可以得到样品表面形貌和样品表面某一特定点的力与距离的关系曲线,从而得到相关生物分子的力学性质。目前国际上应用原子力显微镜对生物分子力学特性方面的研究已经成为最热门的研究课题之一,在生物医学和临床医学方面有重要研究意义。本文简述了原子力显微镜的力曲线原理,并对近年来应用原子力显微镜在探测生物分子力学性质方面的研究进展进行了综述。     

生物分子LB膜表面结构与物化性质的原子力显微镜分析

LB膜以其广泛的应用价值而备受关注,而其各种性质的表征是推动其应用的源动力,原子力显微镜以其优秀的时空分辨能力、力学操纵能力而在众多表面表征技术中显得尤为突出。文章在详细介绍原子力显微镜基本探测原理的基础上,全面总结了原子力显微镜技术在LB膜参量,如表面精细结构、静电荷分布、磁畴分布、膜分子间相互作用等分析中的应用,并探讨了该技术在膜表面表征中存在的技术问题,对膜参量表征技术的发展和应用前景进行了展望。     

高精度非球面表面测量技术研究

追求更高制造精度一直是制造业的目标,制造精度的提高不但取决于机床、刀具和数控技术,而且取决于制造系统所采用测试手段所能达到的测量精度。在诸多非球面测量方案中,接触式光栅测量技术能够达到相对较高测量精度并具有广泛的适用范围。针对该技术在两个方面提出进一步的改进:第一,把原子力显微镜和用于位移精密测量全息光栅引入非球面制造系统,取代机械测头,以便对该系统所采用测试手段进行改进,进而提高该系统测量精度:原子力显微镜的工作模式采用轻敲模式。第二,全息光栅是光栅制造的最新发展,它的各种指标参数均优于刻划光栅,全息光栅位移精密测量技术也优于传统光栅位移测量技术;为进一步提高非球面表面测量精度,采用全息光栅取代普通光栅实现位移精密测量是非常必要的。     

微悬臂梁的平衡和稳定性研究

对原子力显微镜(AFM)在接触和非接触工作模式下的平衡状态和稳定性进行了研究,分析研究了微悬臂梁的长度以及探针与被测样品表面之间的距离对平衡位置的影响,获得了平衡位置与悬臂梁的长度以及与被测表面之间的规律,该结论为微悬臂的设计和改进提供了理论指导。     

AFM与SNOM表征抗原抗体分子的分布与特异性作用

分析免疫系统中抗原抗体分子的分布及其特异性作用对研究生命体生理机能、疾病的诊断与治疗等方面有着重要的作用。随着免疫学研究从细胞水平向分子水平的深入,高分辨和高灵敏度仪器得到更重要和广泛地应用。简单介绍了原子力显微镜(AFM)和扫描近场光学显微镜(SNOM)的特点,对近几年AFM和SNOM原位探测细胞表面分子的研究进行了分析总结,同时着重阐述了AFM和SNOM在抗原抗体分子之间特异性作用、抗体分子结构以及细胞表面抗原抗体的分布等方面的应用。