文档介绍：.页眉..——指导老师:..,如何观察、测量、分析尺寸小于可见光波长的物体,是一个重要的研究方向。扫描隧道显微镜(STM)使人们首次能够真正实时地观察到单个原子在物体表面的排列方式和与表面电子行为有关的物理、化学性质。STM要求样品表面能够导电,从而使得STM只能直接观察导体和半导体的表面结构。为了克服STM的不足之处,推出了原子力显微镜(AFM)。AFM是通过探针与被测样品之间微弱的相互作用力(原子力)来获得物质表面形貌的信息。因此,AFM除导电样品外,还能够观测非导电样品的表面结构,且不需要用导电薄膜覆盖,其应用领域将更为广阔。除物理,化学生物等领域外,AFM在为微电子,微机械学,新型材料,医学等领域有着广泛的应用,以STM和AFM为基础,衍生出一系列的扫描探针显微镜,有激光里显微镜,磁力显微镜,扫描探针显微镜主要用于对物质表面在纳米线上进行成像和分析。一、实验组员:邵孙国(10072127)、周柬辉(10072137)、陈俊峰(10072122)、任寿良(10072126)。二、实验目的:Ⅰ、学****和了解AFM的结构和原理。Ⅱ、掌握AFM的操作和调试过程,并以之来观察样品表面的形貌。Ⅲ、学****用计算机软件来处理原始数据图像。三、实验原理简析:,微悬臂的另一端固定,当探针在样品表面扫描时,探针与样品表面原子间的排斥力会使得微悬臂轻微变形,这样,微悬臂的轻微变形就可以作为探针和样品间排斥力的直接量度。一束激光经微悬臂的背面反射到光电检测器,可以精确测量微悬臂的微小变形,这样就实现了通过检测样品与探针之间的原子排斥力来反映样品表面形貌和其他表面结构。在原子力显微镜的系统中,可分成三个部分:力检测部分、位置检测部分、反馈系统。如图一显示。.页眉..页脚.(1)力检测部分在原子力显微镜系统中,所要检测的力是原子与原子之间的范德华力。使用微悬臂来检测原子之间力的变化量。如图2所示,微悬臂通常由一个一般100~500μm长和大约500nm~5μm厚的硅片或氮化硅片制成。微悬臂顶端有一个尖锐针尖,用来检测样品-针尖间的相互作用力。(2)位置检测部分在原子力显微镜系统中,当针尖与样品之间有了作用之后,会使得悬臂摆动,所以当激光照射在微悬臂的末端时,其反射光的位置也会因为悬臂摆动而有所改变,这就造成偏移量的产生。在整个系统中是依靠激光光斑位置检测器将偏移量记录下并转换成电的信号,以供SPM控制器作信号处理。聚焦到微悬臂上面的激光反射到激光位置检测器,通过对落在检测器四个象限的光强进行计算,可以得到由于表面形貌引起的微悬臂形变量大小,从而得到样品表面的不同信息。(3)反馈系统在原子力显微镜系统中,将信号经由激光检测器取入之后,在反馈系统中会将此信号当作反馈信号,作为内部的调整信号,并驱使通常由压电陶瓷制作的扫描器做适当的移动,以保持样品与针尖保持一定的作用力。:接触模式(contactmode)、非接触模式(noncontactmode)和共振模式或轻敲模式(TappingMode)。(1)接触模式:从概念上来理解,接触模式是AFM最直接