原子力最近.doc

学号:20075040082
学年论文
(本科)
学院物理电子工程学院
专业物理学
年级 2007级
姓名孙红义
论文题目原子力显微镜原理及应用
指导教师职称
成绩
2009年 5月 19 日

目录
摘要…………………………………………………………………………3
关键词………………………………………………………………………3
Abstract……………………………………………………………………3
Key word………………………………………………………………… 3
1 引言…………………………………………………………………… 3
2 原子力显微镜的基本原理……………………………………………4
3 原子力显微镜的三种成像模式………………………………… 5
接触式……………………………………………………………
非接触式……………………………………………………………
轻敲式……………………………………………………………
……………………………5
…………………………………………………6
微悬臂形变量的两种数据采集法…………………………………………7
……………………………………………………
参考文献……………………………………………………………………7

量纲分析法及其应用
学生:孙红义学号:20074050082
单位:物理电子工程学院专业:物理学专业
指导教师: 职称:
摘要:量纲分析法为物理研究提供了很大的方便,本文在量纲分析原理的基础上重点探讨了其在方程构建、结果检验方面的应用。
关键词:原子力;探针;微悬臂;检验
Dimension Analysis and its Application
Abstract: when we research physics ,dimension analysis brings us much Convenient. In th is article I, on the basic theory of Dimension Analysis, disscused the using of dimension analysis in building equations and examing resualts
Key word: dimension;dimension analysis;construction equation; examination
1引言
近代科学的发展迫切需要一种工具,能让我们直接接近微观世界,在这种刺激下显微技术快速的发展起来,科学研究及材料发展也随着新的显微技术的发明,而推至前所未有的微小世界。1982年Binning与Rohrer等人共同发明扫描穿隧显微镜(scanning tunneling microscope, STM)[1],人类在探讨原子尺度的欲望上,更向前跨出了一大步,对于材料表面现象的研究也能更加的深入了解,在这之前,能直接看到原子尺寸的仪器只有场离子显微镜(Field ion microscopy, FIM)与电子显微镜(Electron microscope, EM)。但碍于试片制备条件及操作环境的限制,对于原子尺寸的研究极为有限,而STM的发明则克服了这些问题。由于,STM其原理主要是利用电子穿隧的效应来得到原子影像,材料须具备导电性,应用上有所限制,而在1986年Binning等人利用此探针的观念又发展出原子力显微镜(Atomic force microscope, AFM) [2],AFM不但具有原子尺寸解析的能力,亦解决了STM在导体上的限制,应用上更为方便
,正如Binning 在研制出AFM之初时所指出的那样:“该仪器能够测出小到单原子间的相互作用力”[3].
2 原子力显微镜的基本原理
其原理是基于原子与原子之间的相互作用力。在 A F M中用一个安装在对微弱力极敏感的微悬臂探针,当探针与样品接触时,由于它们原子之间存在极微弱的作用力( 吸引或排斥力),引起微悬臂偏转。扫描时控制这种作用力恒定,带针尖的微悬臂将对应于原子问作用力的等位面,在垂直于样品表面方向上起扶运动,通过光电检测系统( 通常利用光学、电容或隧遭电流方法)对微悬臂的偏转进行扫描,测得微悬臂对应于扫描各点的位置变化,将信号放大与转换从而得到样品表面原子级的三维立体形貌图像. 其原理图如图
3 原子力显微镜的三种成像模式
扫描探针和样品间的存在多种相互作用力,例如范德华力、库仑力、磁力、静电力等。