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[00305591]导电原子力显微镜针尖处理技术

交易价格: 面议

所属行业: 纳米及超细材料

类型: 非专利

技术成熟度: 正在研发

交易方式: 技术转让 技术转让 技术入股

联系人: 北京大学

进入空间

所在地:北京北京市

服务承诺
产权明晰
资料保密
对所交付的所有资料进行保密
如实描述

技术详细介绍

原子力显微镜(Atomic Force Microscope, AFM), 一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构 的分析仪器。它通过检测待测样品表面和一个微型力 敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物 质的表面结构及性质。将一对微弱力极端敏感的微悬 臂一端固定,另一端的微小针尖接近样品,这时它将 与其相互作用,作用力将使得微悬臂发生形变或运动 状态发生变化。扫描样品时,利用传感器检测这些变化, 就可获得作用力分布信息,从而以纳米级分辨率获得 表面形貌结构信息及表面粗糙度信息。原子力显微镜主要由带针尖的微悬臂,微悬臂运 动检测装置,监控其运动的反馈回路,使样品进行扫 描的压电陶瓷扫描器件,计算机控制的图像采集、显 示及处理系统组成。微悬臂运动可用如隧道电流检测 等电学方法或光束偏转法、干涉法等光学方法检测, 当针尖与样品充分接近相互之间存在短程相互斥力时, 检测该斥力可获得表面原子级分辨图像,一般情况下 分辨率也在纳米级水平oAFM测量对样品无特殊要求, 可测量固体表面、吸附体系等。原子力显微镜(AFM)在许多基础研究领域中得到 广泛使用,是超微观察工具,特别是对于不具有导电 性的生物样品和有机材料等,AFM同样可以提供较高 分辨率的表面形貌图像。同时,AFM还具有操纵和改造原子、分子世界的手段。原子力显微镜为了避免加宽效应,一般通过电子束 加工针尖使其曲率半径达到几个纳米,来提高图像的分 辨率和准确度。但仍然存在着一些局限性,例如:针尖 性质的变化很大,获得高分辨率的图像变得很难。另外, 针尖扫描时的磨损对分辨率也有影响。AFM能获得原子 分辨率,主要是因为在其针尖的表面存在着原子级的突 起,构成了与样品的实际接触。但是这些突起的尺寸形 状和化学组成是未知的,而且在实验中经常发生改变, 因此获得可信赖的针尖是成像过程中获得高分辨率的关 键°不同的针尖适用于AFM不同的应用领域。导电原子 力显微镜(CAFM)采用固体金属作AFM的针尖,对 材料进行纳米尺度的电学表征依然存在着同样的困扰。北京大学工学院研究团队利用单层石墨烯包覆 CAFM金属针尖,发现石墨烯包覆的针尖保留了包覆前 针尖的形状,并且包覆的针尖能承受非常高的电流和摩 擦力。新型针尖具有稳定、耐磨、寿命长、图像失真度 低等优点,很好的解决了现有AFM针尖中存在的问题, 提高了 AFM的仪器性能。该项研究已经申请了欧洲专利, 纳米技术设备领域的诸多公司表现出了对该项研究成果 的强烈兴趣。

原子力显微镜(Atomic Force Microscope, AFM), 一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构 的分析仪器。它通过检测待测样品表面和一个微型力 敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物 质的表面结构及性质。将一对微弱力极端敏感的微悬 臂一端固定,另一端的微小针尖接近样品,这时它将 与其相互作用,作用力将使得微悬臂发生形变或运动 状态发生变化。扫描样品时,利用传感器检测这些变化, 就可获得作用力分布信息,从而以纳米级分辨率获得 表面形貌结构信息及表面粗糙度信息。原子力显微镜主要由带针尖的微悬臂,微悬臂运 动检测装置,监控其运动的反馈回路,使样品进行扫 描的压电陶瓷扫描器件,计算机控制的图像采集、显 示及处理系统组成。微悬臂运动可用如隧道电流检测 等电学方法或光束偏转法、干涉法等光学方法检测, 当针尖与样品充分接近相互之间存在短程相互斥力时, 检测该斥力可获得表面原子级分辨图像,一般情况下 分辨率也在纳米级水平oAFM测量对样品无特殊要求, 可测量固体表面、吸附体系等。原子力显微镜(AFM)在许多基础研究领域中得到 广泛使用,是超微观察工具,特别是对于不具有导电 性的生物样品和有机材料等,AFM同样可以提供较高 分辨率的表面形貌图像。同时,AFM还具有操纵和改造原子、分子世界的手段。原子力显微镜为了避免加宽效应,一般通过电子束 加工针尖使其曲率半径达到几个纳米,来提高图像的分 辨率和准确度。但仍然存在着一些局限性,例如:针尖 性质的变化很大,获得高分辨率的图像变得很难。另外, 针尖扫描时的磨损对分辨率也有影响。AFM能获得原子 分辨率,主要是因为在其针尖的表面存在着原子级的突 起,构成了与样品的实际接触。但是这些突起的尺寸形 状和化学组成是未知的,而且在实验中经常发生改变, 因此获得可信赖的针尖是成像过程中获得高分辨率的关 键°不同的针尖适用于AFM不同的应用领域。导电原子 力显微镜(CAFM)采用固体金属作AFM的针尖,对 材料进行纳米尺度的电学表征依然存在着同样的困扰。北京大学工学院研究团队利用单层石墨烯包覆 CAFM金属针尖,发现石墨烯包覆的针尖保留了包覆前 针尖的形状,并且包覆的针尖能承受非常高的电流和摩 擦力。新型针尖具有稳定、耐磨、寿命长、图像失真度 低等优点,很好的解决了现有AFM针尖中存在的问题, 提高了 AFM的仪器性能。该项研究已经申请了欧洲专利, 纳米技术设备领域的诸多公司表现出了对该项研究成果 的强烈兴趣。

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