原子力显微镜探针-基于原子力显微镜.doc

原子力显微镜探针-基于原子力显微镜    前言显微观测技术是人类视觉感官功能的延伸与增强,论文发表以光学显微镜、电子显微镜为代表的1系列先进显微技术的出现与应用,为人类科技和社会的进步做出了巨大贡献论文代写然而1切都还没有结束,科技是无止境的。1982年,(ScanningTunnellingMicroscope,简称STM)。STM仪器能够提供人们前所未有的高空间分辨率,利用STM,人类有史以来第1次在实空间观察到了原子的晶格结构图像,为人类认识微观世界的奥秘提供了有力的观察和研究工具。扫描隧道显微镜以它优异的功能激起各国学者的极大关注,在它出现后的几年中,已经在物理学、材料科学、光电子学和微电子技术等领域中得到广泛应用。但是,STM的工作原理要求样品必须是电的良导体,所以它只能用于研究导体和半导体材料。而大部分的材料是不导电的,在研究它们时必须在样品表面覆盖1层导电薄膜。这既大大地增加了制样的难度,而且在很大程度上损失了样品的细节信息[1]。科技的进步往往是在对问题的不断解决中实现的。1986年,(AtomicForceMicroscope,简称AFM),它是在扫描隧道显微镜基础上,为了能够直接观察和研究非导电材料的表面形貌,经过改进而发展起来的分子和原子级显微工具。其不仅能从原子尺度上对导体、半导体表面进行成像,而且能获得诸如玻璃、陶瓷等非导电材料的表面形貌,并能在真空、大气和水中无损地直接观察物体,特别是能应用于生物样品,可以进行活性的动态研究,几乎无需进行样品制备,因此是对STM应用的强有力发展。与此同时,扫描探针显微技术也得到了蓬勃发展,相继诞生了1系列在主要结构和工作方式上与STM和AFM相类似的显微仪器,例如,横向力显微镜(LFM),磁力显微镜(MFM)等仪器技术,形成了1个扫描探针显微镜(SPM)家族。AFM无疑是SPM家族中应用领域最为广泛的表面观察与研究工具之1。对比于现有的其它显微工具,原子力显微镜以其高分辨率、制样简单、操作易行等特点而备受关注[1,2]。近年来,由于光电子器件潜在的巨大市场,使光电材料成为研究的重点,其中ZnO薄膜材料的研究是光电领域中国际前沿课题的热点。如何提高异质外延生长的ZnO薄膜的晶质是当前这1国际热点课题中的关键问题之1。现在用AFM观测ZnO生长过程中几个主要阶段的表面形貌来探求优化工艺与改善晶质的方法,是1个前沿性课题。分析晶粒生长取向、大小、分布状况等工作有利于研究ZnO的微观生长机理,改善晶质。为优化生长工艺提出建议是目前ZnO薄膜制备研究的1个方向,相对于其它常规显微镜AFM在这方面起着举足轻重的作用[3,4]。本文简述了AFM探测物体表面形貌的基本原理,阐述了AFM的主要构件、工作模式、功能及相对于其它显微镜的优点;并利用原子力显微镜在常温、常压及大气氛围下采用轻敲模式扫描出ZnO薄膜表面形貌图,然后利用AFM图像处理及分析软件对扫描图像进行处理及分析,从而得到了ZnO薄膜表面形貌的特征,体现了AFM在研究材料表面形貌方面的优越性。    目录    中文摘要及关键词..............