扫描探针显微镜的最新技术进展忣应用

哈尔滨工业大学精密工程研究所

是用来探测表面性质的仪器家族

在目前可以测量许多表面的其它性质

但是揭示表面形貌一直是它

是峩们这个时代中最为有力的表面测量工具

其测量表面特征的尺寸可

技术相似的新型扫描探针显微镜主要有扫描隧道电位仪

磁力和静电力等来分析研究表面性质的

的扫描力显微镜有原子力显微镜

正在向检测材料不同组分的方向努力

这对于人们在极高的分辨率上研究物质的

组荿提供了一种强有力的手段。这些

特殊功能的发展无不得益于新技术在此领域的应用

本文就几种有突出作用的技术及应用情况作一介绍。

用于材料分析方面的特殊功能

是用来检测被测表面的机械性质诸如表面硬度及弹性强度

也可以同时得到表面形貌信息及材料性质数据。对于

微悬臂上的针尖同样品表面进行接触式扫描

悬臂位移信号来保持针尖与样品间的力恒定

这样可以得到形貌图像

一个致动器振荡样品或者

被调制的微悬臂的振动幅值取决于这种振荡随样品表面弹性模量的变化情况

系统会产生一个反映样品硬度分布的

硬度的分布情况是被调制的微悬臂振幅

的反映。加载的振荡信号频率在几十到几百

快于反馈回路的跟踪速度

息可以同样品的局部硬度信息分离出来

因此两种圖像便可以同时得到

振荡信号可以加到样品或者针尖上

分别称为样品调制和针尖调制