2020-02-12小刘科研笔记之激光共聚焦原子力显微镜

如题所述

1. 材料的生长、鉴别、加工、研究和应用等过程中,形貌、成分和结构的表征是一个关键步骤。
2. 本篇笔记以华慧高芯网激光共聚焦原子力显微镜为例,描述该设备在材料表征中的功能与应用。
3. 激光共聚焦原子力显微镜结合了常规光学显微镜、激光显微镜和原子力显微镜三种功能。常规光学显微镜和激光显微镜同轴设置,激光显微镜采用405nm激光光源,平面X、Y分辨率能达到120nm,适用于小尺寸样品的测试和原子力测试时的定位。
4. 图2和3展示了激光显微镜获得的光刻胶图形和聚合物划痕的三维形貌图。
5. 激光共聚焦显微镜改进了普通光学显微镜的成像原理,通过加装激光扫描装置和利用计算机成像处理技术,提高了成像分辨率。
6. 激光共聚焦显微镜通过激光扫描束形成点光源,在焦平面上逐点扫描,采集光信号,经过信号处理形成图像。
7. 由于光栅针孔和探测针孔对物镜焦平面是共轭的,激光共聚焦显微镜能够观察样品的深层次结构,通过对连续层次上的共聚焦图像处理,实现真正的三维图像重建。
8. 原子力显微镜具有高精度的平面和深度测量能力,在纳米尺度测量范围内有广泛应用。它不仅能够观察表面形貌特征,还能获取准确的数值形式的表面高低起伏状态,用于分析样品的粗糙度、颗粒度、孔结构和孔径分布等参数,广泛应用于半导体、高分子聚合物、生物科学等行业。
9. 图5至图8展示了纳米片样品、金属薄膜、聚合物和碳材料的三维形貌图。
10. 原子力显微镜通过探针与样品表面的排斥力测量,反映样品表面形貌和其他表面结构。
11. 原子力显微镜有三种工作模式:接触模式、非接触模式和轻敲模式。接触模式分辨率高但可能损伤样品表面;非接触模式避免损伤但分辨率降低;轻敲模式结合了两者的优点,既不损伤样品表面又有较高的分辨率。
12. 原子力显微镜的优点包括高分辨率、无样品损伤、能观测非导电样品、宽工作范围和简单样品制备。
13. 原子力显微镜的局限性包括针尖易磨损和受污染、扫描范围小和结果缺乏重现性。
14. 虽然本例以特定设备为例,但设备原理类似,只是精度不同,可根据实际需求选择。
15. 坚持不懈的学习是做好每一份工作的关键。
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