原子力显微镜试验课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,原子力显微镜简介,历史,原子力显微镜是由IBM公司苏黎世研究中心的Gerd Binnig与斯坦福大学的Calvin Quate于一九八五年所发明的，其目的是为了使非导体也可以采用类似扫描探针显微镜（SPM）的观测方法。,Gerd Binnig,The Nobel Prize in Physics 1986,Calvin Quate,原子力显微镜简介,扫描头,高度调节螺丝,载物台,放大镜,原子力显微镜简介,原理：,直接探测针尖与样品表面之间的微小作用力！,具体的相互作用形式取决于AFM的工作模式。,原子力显微镜简介,位置灵敏探测器,原子力显微镜简介,针尖,AFM的工作模式：,样品表面,1.接触模式,库仑排斥力,2.非接触模式,样品表面,范德华吸引力,3.轻敲模式,样品表面,不受力,接近共振大振幅,受力远离共振小振幅,实验内容,1.实验室样品的扫描和测量,2.自备样品的扫描,3.AFM各参数对成像质量的影响,图像的产生,样品表面,针尖轨迹,扫描方向,针尖高度,二维方格,周期：,9.58m,（参考值：未知）；,台阶高度：,0.117m,（参考值：未知）。,二维网格,周期：,1.53m,（参考值：,1.6670.02m,）；,台阶高度：,0.32m,（参考值：,0.330.02m,）。,周期圆孔,周期：,5.85m,（参考值：未知）；,台阶高度：,0.547m,（参考值：未知）。,一维结构,周期：,0.266m,（参考值：,0.2780.01m,）；,台阶高度：,0.0407m,（参考值：,0.050.01m,）。,胶带纸表面,树叶表面,DVD光碟表面,表面光轨间距：,0.76m,（参考值：,0.74m,）。,成像质量研究,影响成像质量的因素：,1.P-Gain,2.I-Gain,3.扫描速度,成像质量研究,P-Gain和I-Gain的含义：,成像质量研究,setpoint,样品表面,实际轨迹,P-Gain的效果：,成像质量研究,样品表面,实际轨迹,P-Gain过大的后果：,成像质量研究,样品表面,实际轨迹,setpoint,A,B,C,P-Gain的系统误差：,成像质量研究,解决办法：必须考虑误差的历史,引入I-Gain,成像质量研究,I-Gain的效果：,样品表面,实际轨迹,setpoint,A,B,C,成像质量研究,I-Gain=9 I-Gain=10,I-Gain太小：,成像质量研究,I-Gain过大：,过度调节的证据,成像质量研究,样品表面,实际轨迹,setpoint,I-Gain的过度调节：,成像质量研究,扫描速度与增益值的配合,t=0.2s/line I-Gain=9,t=0.2s/line I-Gain=11,成像质量研究,t=0.8s/line I-Gain=9,t=0.8s/line I-Gain=11,成像质量研究,扫描速度越快，误差积累越快。,增益小：来不及调节。,增益大：过度调节。,建议：扫描速度低于0.5s/line,P-Gain值为10，I-Gain值为10,11,成像质量研究,未知原因的波纹：,成像质量研究,困惑之处：波纹方向不随扫描方向变化！,扫描方向,扫描方向,谢谢！,