用原子力显微镜观察水流处理后的DNA图案

原子力显微镜(Atomic force microscopy,AFM)由于自身的优势,在生物领域内应用越来越广泛。同时,DNA分子由于其稳定的物理化学性质而成为纳米领域的重要实验材料,近阶段把它作为模板应用在构建纳米线等方面的研究越来越多,而怎样建立有规则图样的DNA模板就成为一个关键问题。本文介绍用原子力显微镜观察液流操纵后的DNA规则图案。     

原子力显微镜在DNA研究中的应用

原子力显微镜作为一种新型的表面表征手段已经得到了各个方面的应用，本文探索了AFM在DNA表面结构中的研究方法，讨论了AFM在研究DNA中优势。     

原子力显微镜在DNA领域中研究应用

原子力显微镜(AFM)是研究DNA有力工具,在对DNA研究中有其独特优势。本文概述原子力显微镜DNA研究中应用以及取得进展。虽然原子力显微镜在研究DNA研究中仍有局限性,但随着原子力显微技术及相关技术发展,原子力显微镜在DNA中研究必将不断深入。     

原子力显微镜在生物分子间相互作用力的研究

近年来原子力显微镜在测量生物分子间的相互作用力方面取得显著的进步。本文综述原子力显微镜原理以及在生物分子间相互作用方面的研究,为人们理解分子的识别进程,提供一个新的研究方法。     

基于原子力显微镜的碳纳米管微操纵研究

纳米级微操作技术是制造纳米电子器件的技术基础.以云母为基底,利用原子力显微镜,对碳纳米管束进行微操作,如滑动、切割等.由于基底不同,在微操作过程中呈现不同的现象.研究为加工碳纳米管的微纳米零件做出了有益的探索.     

基于原子力显微的多模式扫描探针显微镜

扫描探针显微镜是目前世界上分辨率最高的显微镜之一,也是纳米技术研究的主要工具。本文在分析原子力显微镜工作原理的基础上,探讨多模式扫描探针显微镜的相关功能,并对扫描探针显微镜的发展前景进行展望。     

原子力显微镜在生物医学中的应用

原子力显微镜 (AFM)是近十几年来表面成像技术中最重要的进展之一。它具有非常高的分辨率。本文将阐述原子力显微镜的工作原理 ,分析原子力显微镜在生物医学中的应用现状 ,包括生物医学样品的表面形貌观测 ,在液体中的观测 ,生物分子之间力谱曲线的观测 ,以及生物医学样品制备技术等。     

基于原子力显微镜的纳米加工研究

以原子力显微镜(AFM)作为加工工具对单晶硅进行了基于金刚石针尖的纳米加工试验,运用不同的方法对纳米加工区域的特性、材料在不同垂直载荷下的去除机理及切屑形成特征进行了系统的研究和分析,提出了一种在纳米尺度下研究加工机理的新方法。在此基础上,应用有限元法对AFM纳米加工中存在于金刚石针尖和被加工材料之间的接触作用机制进行了计算仿真。     

扫描隧道显微镜和原子力显微镜

介绍了扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)的原理和目前情况。     

原子力显微镜传感器的微机械加工技术的研究

分析了现有的AFM力传感器的工艺特点及问题。在此基础上研究用KOH溶液两步法P+自停止腐蚀制作厚度精确可控的单晶硅悬臂梁;以SiO2为掩模,SF6刻蚀硅,用RIE与各向同性湿法化学腐蚀相结合使悬臂梁探针一次成形和用湿法腐蚀锐化探针,针尖半径约50nm.制定了适于批量生产的AFM力传感器加工工艺。     

原子力显微镜在蛋白质研究中的应用

AFM对于蛋白质的研究是一个极好的工具,它可以进行表面成像、分析蛋白质的大小和体积、测量蛋白质空间结构,表征蛋白质的结构与功能、了解分子间的相互作用等等。本文主要从AFM样品制备及其在蛋白质研究中的应用等几个方面进行了系统地阐述。     

一种高精度原子力显微镜的设计及应用

简述了重庆大学研制的原子力显微镜(AFM)样机的工作原理和应用，重点介绍了其镜体的独特设计。该样机采用扫描隧道显微镜检测微悬臂的起伏，通过四维机械驱动和双压电陶瓷扫描，有效提高了扫描精度，扩大了扫描范围，简单适用的微悬臂使操作大大简化。给出了用该机检测到的具有代表性的4种样品的表面形貌图。     

新型电化学原子力显微镜的研制

电化学原子力显微镜将电化学分析技术与原子力显微镜结合起来,能对生物传感器,新型电池和电腐蚀进行原位电化学扫描探针显微测量分析。为了实现电化学与扫描探针功能的系统集成,在控制电路设计中采用现场可编程门阵列,提高了系统的可靠性。电化学控制箱与原子力显微镜的头部紧密集成,保证微弱信号不受干扰,并具有多种电化学工作模式。系统具有稳定性好,重复性高,抗干扰能力强等优点。     

基于探针定位的原子力显微镜纳米操作虚拟夹具实现

尽管基于原子力显微镜(Atom force microscopy,AFM)的纳米操作在过去10年间取得了极大进展,但依然有两个问题没有得到很好解决:探针的精确定位和稳定性操作。由于压电陶瓷驱动器非线性和温漂的影响,使得探针相对于被操作物体的定位极其困难,从而造成纳米操作任务失败;同时,因为探针仅能对被操作物体施加点式作用力,在操作中经常出现探针滑过被操作物体,或者引起被操作物体的转动、形变等非理想结果,阻碍纳米操作的深入发展。针对上述问题,提出基于概率的虚拟夹具纳米操作方法,其核心思想是在基于路标观测的探针定位基础上,实现基于概率的探针多点并发操作策略—虚拟夹具方法。仿真与试验结果验证该方法可以稳定、长距离的推动纳米颗粒,能够对一维纳米材料(管、线、棒)进行定姿态操作,从而使AFM纳米操作效率得到极大提升。     

原子力显微镜发展近况及其应用

扫描隧道显微镜(简称STM)和原子力显微镜(简称AFM),它们也可统称为扫描探针显微镜(简称SPM)。原子力显微镜(AFM) 是近十几年来表面成像技术中最重要的进展之一。与扫描电子显微镜相比,它具有较高的分辨率。本文将讨论原子力显微镜的工作原理、原子力显微镜的发展概况和应用。     

单分子操纵技术

通过原子、分子操纵,实现在纳米尺度上对材料进行加工,完成单原子、单分子和单电子器件的制作,一直是人们追求的目标.从电场、力和光方面综述了实现原子、分子操纵的原理,重点介绍了扫描隧道显微镜、原子力显微镜和光镊子及其在微电子学、信息科学、基因工程、生命科学、计算机科学、生物技术、表面技术等领域的应用,提出了分子操纵的研究方向.     

双探针原子力显微镜视觉对准系统

传统的原子力显微镜（AFM）受针尖形状和放置方式的影响很难测量线条的宽度和两个侧壁的形状,故本文提出采用双探针对顶测量方案来消除AFM针尖形状对测量结果的影响。介绍了一种基于机器视觉的双探针原子力显微镜对准系统,该系统将两个探针接触到一起,实现了双探针在三维方向上的对准。系统采用具有亚微米级分辨率的镜头,配合高分辨率的CCD来获得探针的清晰图像,用于在水平和垂直两个方向实时监控双探针的运动情况。采用基于石英音叉式的自传感自调节的原子力探针,无需外加光学探测系统,缩小了系统体积,避免了杂散光对视觉对准系统的干扰。最后对针尖进行了亚像素边缘提取,精确地获取了探针之间的相对位置,实现了亚微米级的双探针对准（1 μm以内）。该结论由探针之间距离与幅度/相位曲线得到了验证。     

原子力显微镜探针振动信号检测电路设计

针对基于模拟电路的原子力显微镜探针振动检测系统噪声高,抗干扰能力差,以及基于数字集成电路的检测系统对不同控制系统兼容性差,成本高的缺点,且探针位移小,频率高的特点以及光电信号检测的准确度和精确度都对成像质量有直接影响,文中设计一种高增益、宽频带的基于运算放大器的探针信号运算处理电路,实现对原子力显微镜四象限微弱光电信号的检测、放大、逻辑运算以及滤波功能。实验表明:电路可以对四象限微弱电流信号进行I-V转换,放大增益可以达到40 d B以上,同时逻辑运算电路可检测共振频率为70 k Hz～2 MHz的探针振动信号,涵盖了原子力显微镜的探针振动工作范围。该电路很好地抑制寄生电容的影响,检测系统整体热噪声低于■。     

原子力显微镜的基本原理及其方法学研究

简述了原子力显微镜探测物体表面形貌的基本原理,具体地介绍了原子力显微镜的四大核心构件的属性与功能激光器、微悬臂、压电扫描器、光电检测器管;详细地阐述了该仪器探测运行的三种模式接触模式、非接触模式、轻敲模式,并重点讲述了轻敲模式的独到之处;强调了原子力显微镜所能进行的参数分析和数据处理功能,同时将原子力显微镜同其它表面探测仪进行了比较,突出了AFM的优越性;并结合仪器的构造和工作原理,对仪器的改进和发展提出了一些建设性意见.     

原子力显微镜超微量注射检测的影响分析

微量注射与检测受到越来越广泛的关注和研究,例如细胞工程与基因工程中,采用显微注射其注射量对操作成功率影响巨大,注射量精确检测成为人们关注的课题。利用原子力显微镜具有纳米级高度分辨率的特点,设计悬臂装置对注射微滴重力产生的挠度进行检测,实现微滴量定量检测的目的。分析讨论影响微滴检测过程的扰动因素,其中采用悬挂机构有效抑制中高频扰动,观察注意到悬架式隔振系统水平方向的微小摆动对检测信号扰动不可忽视。研究中为抑制这种低频扰动对超微量注射检测的影响,设计液体阻尼器并采用增大水平阻尼与转动阻尼的方法使之得到有效地改善;进行皮升级注射量检测试验,结果表明所采用的基于原子力显微镜的超微量注射检测能够实现10～30 pL 微量注射检测。