在SPM通用平台上自己开发组装扫描探针显微镜

SPM通用平台是一套扫描探针显微镜开发工具系统，它提供了一种开发生产SPM新的思路和方法。使SPM成为通用、开放、兼容的仪器体系。本文介绍了SPM通用平台的原理、指标和在其上扩展扫描隧道显微镜、原子力显微镜等功能模块的方法，以及智能型SPM通用平台的研究思路。希望与相关领域的专家开展合作。     

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。     

原子力显微镜在信息存储介质检测中的应用

介绍了原子力显微镜（AFM）的原理及特点.用AFM对光盘上记录信息用的凹坑结构进行了三维检测.所得结论表明AFM在信息存储介质检测过程中具有独特的优势.     

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。     

原子力显微镜和皮革胶原纤维精细结构研究

本文简要说明了原子力显微镜(AFM)的原理,和它在猪皮胶原纤维精细结构研究中的情况。     

开放式多功能扫描探针显微镜系统

开放式多功能扫描探针显微镜、集成扫描隧道显微镜、原子力显微镜、横向力显微镜和静电力显微镜．具有接触、半接触和非接触工作模式，可进行作用力、电流、电位、光能量等参数的高度局域综合测量,具有极高的开放性和可扩展性，支持用户进行二次开发。     

原子力显微镜成像技巧的探讨

原子力显微镜(Atomic Force Microscopy,AFM)的一个重要应用是对样品表面的微纳米尺寸特征进行成像,在扫描的过程中,实际成像图是原子力探针和样品共同卷积的结果,所以探针的选择、样品的制备直接决定成像质量。本文总结了探针的弹性系数、曲率半径、悬臂镀层对成像的影响,以及制样、装样时可能存在的问题,因此为获得更准确的成像,需要克服样品可能存在的这些问题,并选择适合的探针对其成像。     

扫描探针显微镜在粗糙度、纳米尺寸、表面形貌观测方面的应用

扫描探针显微镜是近十几年来在表面特征表面形貌观测方面最重大的进展之一，是纳米测量学的基本工具，本文叙述了扫描探针显微镜的工作原理、检测模式及在观察检测纳米级的粗糙度、微小尺寸、表面形貌方面的特点和方法，比较了原子力显微镜、常规的表面轮廓仪、干涉显微镜、扫描电子显微镜在表面特性、表面形貌观测方面的性能，着重介绍了扫描探针显微镜在这方面的应用和存在的问题。     

原子力显微镜及其在生物医学领域应用

本文在简单介绍原子力显微镜(AFM)的基础上。从原子力显微镜对细胞、细胞器及其不同环境条件下细胞变化过程进行时时观察;对生物大分子及其生理生化过程的观察;对生物结构或生物大分子进行力的测量等几个方面的应用作了介绍     

原子力显微镜测量双光子成型点的弹性模量

提出了一种飞秒激光双光子成型点弹性模量的测量及结果分析方法.借助于原子力显微镜,选用无针尖探针对成型点的力学性能进行了测试,建立了椭球-平面接触的弹性力学模型.考虑了成型点剩余部分形变对结果分析的影响,在标定微探针弹性系数和对粘附力进行分析的基础上,提取了力曲线中所包含的力学信息,推算出了成型点的弹性模量,得到了成型点的弹性模量低于宏观材料弹性模量的结论.     

基于单片机的AFM纳米机械性能测试系统

摘要：目的：为解决采用AFM系统进行纳米机械性能测试中存在的不能够直接获得载荷——压深曲线以及不能够随意改变加载、保载、卸载时间等问题,对AFM系统进行改造。方法：开发了一套基于单片机的信号输入输出模块。将该模块与AFM控制系统相联,形成新的纳米机械性能测试系统。结果：该系统可以实现动态改变垂直载荷,并依据相应算法,可以实现载荷——压深曲线的实时获得。通过单片机设置模拟信号的输出速率可以实现加载、保载和卸载速率的改变。并结合二维微动精密工作台,可以实现较大范围内点阵的压痕测试。结论：通过在聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷等材料表面进行试验测试表明：该系统可以进行高速高精度的测量样品的纳米机械性能参数,包括对样品进行纳米压痕测试和对样品的纯弹性变形过程进行检测如聚二甲基硅氧烷或者各种微梁等微小构件。     

使用AFM测量纳米尺度刻线边缘粗糙度的影响因素的研究

随着半导体制造技术降至100nm以下技术节点,刻线边缘粗糙度的测量与控制已成为纳米测量中的研究热点之一。本文对使用原子力显微镜(AFM)测量半导体刻线边缘粗糙度的影响因素问题进行了研究。根据线边缘粗糙度测量与表征的特点对各种影响因素进行理论和实验分析,包括探针针尖尺寸与形状的非理想性、AFM扫描图像的噪声、扫描采样间隔、压电晶体驱动精度、悬臂梁振动以及线边缘检测算法中的自由参数等。在对这些影响因素进行分析的基础上分别提出抑制及修正方法,从而在一定程度上提高LER测量结果的准确度,为实现半导体制造业不断提高的刻线形貌测量的精度要求提供了可行性参考。     

快速大面积测量用原子力显微镜扫描速度对测量结果的影响

构建了一种可快速大面积测量光栅表面微结构的原子力显微镜(AFM)系统,研究了不同扫描模式下扫描速度对测量结果的影响。分别测量了微悬臂探针在恒高模式与恒力模式下的频谱,获得了这两种模式下微悬臂探针的有效带宽。基于恒高模式与恒力模式,在不同扫描速度下分别测量了光栅微结构表面上的一条直线与一个圆周,进而分析了扫描速度对测量结果的影响。基于该AFM系统,采用恒高模式下不失真扫描速度对光栅微结构表面进行了快速、大面积三维形貌测量实验。实验结果表明:测量光栅微结构表面上直径为4.0mm的圆形区域所用时间仅为40s。当扫描速度不超过微悬臂探针有效带宽所对应的速度时,所构建的AFM系统可无失真地实现微结构表面的快速、大面积测量。     

Analysis of force curves obtained on the live cell membrane using chemically modified AFM probes

Force curves were obtained on the live cell surface using an atomic force microscope mounted with a modified tip with the bifunctional covalent crosslinker, disuccinimidyl suberate, which forms a covalent bond with amino-bearing molecules on the cell surface. A ramp delay time of 1.0 s was introduced before the start of the retraction regime of the force curve to increase the stationary reaction time between the crosslinkers on the tip and the amino groups on the cell surface. While live cell surface responses to forced contact with a non-functionalized tip rarely showed evidence of tip–cell interaction, those obtained with modified tips gave clear indication of prolonged adhesion which was terminated by a single step release of the tip to its neutral position. Under the given experimental conditions of this work, 58% of a total of 198 force curves gave only one jump and 70% of those with one jump gave the final rupture force of 4.5±0.22 nN. The result emphasized the uniqueness of the observed mechanical response of the cell surface when probed with chemically modified tips.     

Fabrication of various tip-size AFM probes for evaluating single-molecular retraction force between actin and anti-actin

The authors fabricated a probe tip with various sizes and examined the size dependency of the probe tip on the distribution of retraction forces between actin and anti-actin. Probe tips of various sizes were fabricated by two-photon polymerization methods on a micro cantilever of an atomic force microscope (AFM). The authors succeeded in fabricating a spherical tip having a smooth surface and the tip size varied between φ 0.8 and 5.5 μm. Anti-actin was immobilized on the fabricated probe tips and force curves were measured against an actin-immobilized mica substrate by AFM to analyze the retraction forces. The histograms of retraction forces showed that the single-molecular retraction force between actin and anti-actin was ca. 350–400 pN. It was observed that the average retraction forces for each tip size correlated with the square of the tip radius.     

基于AFM的煤体微结构研究

比较了扫描电子显微镜和原子力显微镜的原理及特点。得出了AFM的独特优势。用AFM对煤的表面微形貌进行了三维测量，观测到煤中的颗粒和气孔，气孔形状以圆形为主，其次有椭圆形，且边缘光滑，轮廓清晰，据AFM分析，平均气孔孔径为92.25nm，最小孔径10nm，最大孔径800nm。结论表明。用AFM可以观测到煤真实、精确的表面微形貌，为分析瓦斯分子在煤孔隙中的分布提供了一种研究和测量方法。     

高速大扫描范围原子力显微镜系统的设计

针对目前高速扫描型原子力显微镜(AFM)主要是限于物检测且扫描速度和扫描范围均有待提高,提出了一种高速原子力显微镜结构设计方案。在压电陶瓷致动器驱动的柔性铰链结构式位移台的基础上,构建了AFM大范围扫描器,使原子力显微镜在x-y扫描方向的运动范围达到了100μm×100μm。通过傅里叶频谱分析,计算获得了AFM扫描器常用的三角波驱动信号和正弦波驱动信号的高次谐波特性及其对AFM高速扫描成像的影响程度。为了消除在扫描运动过程中的机械自激振荡,提出了将正弦波信号作为高速扫描的驱动信号,行扫速度达到50line/s。在正弦波驱动的基础上提出了一种基于位置采样的图像获取方法,有效地减小了AFM扫描器的非线性误差造成的图像畸变现象。     

AFM在煤体微结构研究中的应用

介绍了煤表面的微结构特点和煤表面的各种检测方法及其特点.经过比较,选用原子力显微镜(AFM)对煤体表面进行了三维检测,利用CSPM-2000 lmager软件对扫描得到的图像进行了颗粒度分析,并提出了一种计算煤表面突出颗粒与孔隙所占比例的方法.结论表明AFM在煤体微结构检测过程中具有独特的优势.