原子力显微镜AFM仪器及实验操作课件.ppt

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1、原子力显微镜及其实验（AFM）,浙江大学 理学院 物理系,陈老师 严老师, 宇宙直径 nm,1.1 背景简介从宏观尺度到纳米世界, 成人身高 1025 亿 nm, 头发丝直径 70,000 nm 血红细胞直径 8,000 nm 可见光波长 380780 nm 集成电路线宽 130 nm 氢原子直径 0.10 nm,0.1 100 nm ?,换算成纳米尺度,半导体集成芯片线宽已达到极限！, 18世纪， 第1次产业革命（毫米技术） 20世纪， 第2次产业革命（微米技术） 21世纪， 第3次产业革命（纳米技术）,纳米物理学,纳米技术,纳米化学,纳米材料学,纳米生物学,纳米电子学,纳米量测学, 纳米技

2、术的分支学科, 扫描隧道显微镜 Binnig & Rohrer， 1982年，Scanning tunneling microscope，STM。 1986年，诺贝尔物理学奖。 原子力显微镜及其广泛应用 Binnig & Quate， 1986年，Atomic force microscope, AFM。 (1986年，诺贝尔物理学奖),1.2 扫描探针显微镜纳米技术发展之基础, STM扫描获得的Si（111）原子图象, STM在Cu表面上用101个Fe原子写出的 汉字“原子” 。,STM,仅适用于导体半导体,1.3 原子力显微镜(AFM)原理,探针逼近样品时，两者间产生原子力：对应于样品形貌

3、。, 利用微悬臂及光束偏转法检测原子力，即可获得 样品的纳米结构形貌,1.4 原子力显微镜的操作步骤, 微探针的安装 （已安装就绪）。 激光束及光斑的调节 （已调节至PSD元件左侧位置，就绪）。 样品的安装 （先粘贴于样品台上，再小心装配到扫描器上）。, 依次开启：,操作步骤, 用粗调旋钮将样品逼近探针至两者间距约 1 mm,1mm,粗调旋钮, 再用细调旋钮使样品缓慢逼近微探针至光斑向PSD移动,细调旋钮, 缓慢细调并观察机箱读数至PSD信号约1.6 V Z反馈信号约150450, 读数基本稳定后，打开扫描软件，开始扫描, 扫描完毕后，细调退出样品；依次关闭： 激光器高压电源控制机箱,1.5 原子力显微镜扫描及图像处理,（请自行完成）,例图, 按顺序开启：电脑控制机箱高压电源激光器。 用粗调旋钮将样品逼近微探针至两者间距约1 mm。 再用细调旋钮使样品逼近微探针至光斑向PSD移动。 缓慢细调并观察机箱的读数PSD信号约1.6 V， Z反馈信号约150450。 读数基本稳定后，打开扫描软件，开始扫描。 扫描完毕后，细调退出样品，依次关闭：激光器高 压电源控制机箱,操作步骤,Thank you Very Much !,