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。     

针尖力学——原子力显微镜(AFM)中的纳米力学

原子力显微镜已在材料、医学、生化、精密加工与组装、原子及分子操纵等学科领域内取得了广泛应用。该文以原子力显微镜成像机理与应用研究为背景,提出了针尖力学的概念。介绍了原子力显微镜的应用前沿,阐述了针尖力学的研究方法与研究现状,点明了多学科跨尺度方法在针尖力学研究中的应用前景。     

原子力显微镜探针针尖修饰的研究进展

介绍了当前几种AFM探针针尖修饰技术,以及它们在高分子材料、生物材料、微观摩擦学、粘附力、纳米级电化学、碳纳米管及纳米加工方面的研究进展。AFM探针针尖修饰的目的主要是:提高扫描图像分辨率,其分辨率可达纳米或亚纳米级别;用力曲线探究特定基团间的相互作用,定量分析端基与端基之间、分子链与分子链之间及端基与分子链之间的相互作用力,避免针尖对生物样品表面的损坏;对分子材料结构进行修饰,特别是在生物细胞、DNA分子链上及分子识别;避免Si或Si3N4针尖与表面硬度较大的样品直接接触,延长探针针尖的使用寿命。在研究天然橡胶硫化的作用机理时,可以用针尖修饰技术来模拟这个过程,探究天然橡胶分子链与单个硫原子的相互作用方式与作用力。通过电化学接枝聚合把高分子接枝在AFM针尖上,为研究单链的弹性力、引起构象转变的力、相互作用的双分子的分离力及特定的官能团的相互作用提供了许多可能性。分析了影响AFM探针针尖修饰的因素,结合材料领域方面的发展,对针尖修饰技术的发展及应用前景做了分析和预测。     

基于原子力显微镜的碳纳米管焊接

在利用碳纳米管（CNT）制作纳米电子器件时,碳纳米管与金属电极的接触特性将决定器件性能.为此本文提出了一种利用原子力显微镜（AFM）进行碳纳米管焊接的新方法.仿真研究了探针电场的强度与分布,解释了焊接中电场产生的机理,进一步分析了偏压、探针-样品距离与探针悬臂梁偏转位移之间的关系;并通过这些优选的相关实验参数进行了焊接实验验证.实验结果表明,碳纳米管与电极间的接触电阻由2.86×106Ω减小至7.14×105Ω,并可实现碳纳米管在电极上的良好固定.     

原子力显微镜在材料研究中的应用

简述原子力显微镜的工作原理及特点,以实例介绍其在材料研究中的应用,指出原子力显微镜在材料的研究过程中有广阔的应用前景。     

原子力显微镜在材料研究中的应用

介绍了原子力显微镜的工作原理和特点.通过实例介绍了原子力显微镜在半导体材料、稀有金属材料、复合材料及人工晶体中的应用.指出原子力显微镜在材料的研究和开发过程中,有着广阔的应用前景.     

双探针原子力显微镜针尖对准方法研究

双探针对顶测量可以有效地消除传统原子力显微镜（AFM）的探针形状对关键尺寸（CD）测量的影响。测量前需要将两个探针针尖（A和B）接触到一起作为测量零点,为实现双探针纳米级对准,提出一种渐进式平面扫描方法。首先,通过视觉图像引导两个探针对准到1μm以内。然后,两个探针继续接近,同时探针A在YOZ平面内对探针B扫描成像,并逐步缩小扫描范围和扫描步进,得到其针尖的纳米级坐标（Y_B,Z_B）。最后,将探针A在Y和Z方向分别移动至Y_B和Z_B,在X方向继续接近探针B直至两探针接触。实验证明,该方法可有效地实现双探针对准,且对准精度为10 nm。     

生物纳米结构成像与纳米操纵的原子力显微镜研究

介绍了离体单细胞在空气中或生理缓冲液中表面纳米精细结构的AFM表征和AFM在生物大分子如核酸、蛋白、多糖结构细节研究中的相关工作。特别总结了AFM在蛋白分子功能研究和单分子操纵中的应用情况，给出了一些典型的事例。最后，结合试验进展，对仪器自身的改进和发展及其在生物样品研究中的应用前景进行了讨论和展望。     

HOPG和云母基底上原子力显微镜的微操作研究

纳米级微操作技术是制造纳米电子器件的技术基础。本文以HOPG和云母为基底，利用原子力显微镜，对碳纳米管团簇进行微操作。由于基底不同，在微操作过程中呈现不同的现象。这为彬纳米机械装配技术的研究作出了有益探索。     

原子力显微镜及在膜科学技术研究中的应用

随着科学技术的进步 ,新型的观测仪器的出现为研究提供了先进的手段 .介绍了原子力显微镜的基本探测原理及在膜科学技术中的应用 ,由于原子力显微镜具有空前的高分辨率 ,为其在膜的表面形态与结构等的观测方面开启了一扇新的大门 .     

场离子显微镜观测单壁碳纳米管

场离子显微镜是具有原子级分辨能力的尖端表面分析工具.它适用于纳米尺度的单壁碳纳米管(SWCNTs)末端表面原子排列的观测.利用范氏力将SWCNTs组装到钨针尖上,用场离子显微镜观察了这种针尖样品.在观察过程中对针尖样品进行了加热处理,既除掉非晶的C原子,也破坏了由于碳纳米管切割制造过程使用表面活化剂引起的高电阻层,得到了开口SWCNTs的场离子显微镜像,由此推断出SWCNTs束的顶端原子结构,估算出观察到的SWCNTs的直径,并且模拟了其中一个图像所代表的SWCNTs顶端开口的原子排列,推断出产生这个图像的SWCNTs是(7,7)型结构.     

原子力显微镜探针原位有效参数对线宽测量的修正

针对原子力显微镜（AFM）的线宽和轮廓的精确测量，对AFM探针的原位有效参数进行了定义和表征，提出使用AFM探针的原位有效参数对AFM的线宽测量结果进行修正的模型。采用有效半径和半内角表征AFM探针的复合形状，悬臂轴倾角表征探针的安装状态，设计了具有不同梯形截面的两个表征样板，通过对表征样板进行AFM和扫描电子显微镜（SEM）的比对测量获得了探针的原位有效参数。提出了在线宽测量中，当AFM的扫描轮廓线具有不同的斜度时分别采用的不同的修正公式。采用此公式和探针的原位参数对掩膜板的AFM线宽测量结果进行了修正。     

石墨烯及碳纳米管实空间等离激元学的最新进展

表面等离激元是金属和掺杂半导体中光子与电子的杂化激发模式。表面等离激元的强局域电场增强效应和强限域效应可以为在亚波长尺度操控光提供新的机遇。在这篇综述中,我们将首先讨论二维石墨烯等离激元在实空间中所展示出的各种新奇物理现象的最新进展。之后我们将总结在实空间观测到的一维金属以及半导体单壁碳纳米管中的Luttinger液体等离激元。石墨烯和碳纳米管为操控等离激元响应提供了非常有前景的研究平台,同时也为探索新奇量子现象和实现纳米光电器件提供了新的可能性。     

碳纳米管及其应用的研究现状

在世界范围内 ,碳纳米管及其应用的研究成为当前材料研究的热点。通过最近数年的研究 ,科技界对于碳纳米管的特性及应用前景有了深刻的认识。目前研究的重点集中在较大批量生产 (公斤级 /日 )和全面应用方面。